一种电储能介质陶瓷/聚合物复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种电储能介质陶瓷/聚合物复合材料及其制备方法。以三层结构为设计基础，以聚合物为基体材料，将不同体积分数的纳米陶瓷介电填料分别加入到三层结构中构成陶瓷/聚合物复合材料。其中，中间层的陶瓷填料体积分数较低(<5％)，上下两层陶瓷填料体积分数较高(10～50％)。本发明利用不同层间的介电特性差异，可以对电场在该复合材料中的分布进行有效调控，从而大幅提高了材料的介电击穿场强(300～500MV/m)，并最终得到了极高的电储能密度(10～20J/cm³)。该材料的优良特性可使其应用于新型储能器件、可穿戴电子、脉冲功率器件、混合动力汽车等领域。

主权项

一种电储能介质陶瓷/聚合物复合材料，其特征在于：该复合材料以聚合物为基体，以纳米介电陶瓷颗粒为填料，呈上、中、下三层结构，每层结构中的纳米介电陶瓷颗粒都均匀的分布在该层的聚合物中，且上、下两层结构中纳米介电陶瓷颗粒所占的体积分数为10～50％，中间层结构中纳米介电陶瓷颗粒所占的体积分数大于零且小于5％；该复合材料的整体厚度为10～40微米，上、中、下三层结构的厚度分别占复合材料整体厚度的20～30％、40～60％和20～30％；该复合材料的击穿场强为300～500MV/m，储能密度为10～20J/cm³。