逐层静电纺丝-热压技术制备全有机复合电介质薄膜

摘要

聚合物薄膜电容器因其快速充放电特性在新能源汽车、光伏/风力发电、舰载飞行器弹射系统以及智能电网等国民经济与国防军事领域发挥重要作用，现有最常用聚合物电介质-双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜储能密度较低，不利于储能设备的轻量化与集成化。以高介电常数的聚偏氟乙烯（PVDF）为基体，以线性均聚物聚苯乙烯（PS）为填料制备全有机复合电介质薄膜。为了解决PS在PVDF基体中分相的问题，采用逐层静电纺丝-热压技术制备三明治结构的PVDF/PS/PVDF复合材料。结果显示PS能够显著限制复合材料的铁电弛豫损耗，结合相场模拟分析可知三明治结构能够优化电场分布并抑制载流子迁移，PS质量分数为30%的复合薄膜在446 MV/m的场强下储能密度（U_e）与效率（η）分别为11.7 J/cm³与75%，显著提升的储能性能为全有机复合电介质薄膜材料的发展与应用提供基础。

关键词

聚偏氟乙烯 / 聚苯乙烯 / 全有机复合材料 / 储能密度 / 静电纺丝