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通过构建微相容的“海岛”结构提高聚丙烯基有机薄膜的介电和储能性能
ACS Applied Polymer Materials ( IF 4.4 ) Pub Date : 2024-07-02 , DOI: 10.1021/acsapm.4c00755
Shaoyuan Zhong 1, 2 , Junhao Xie 1, 2 , Xiaomeng Liu 1, 2 , Shuo Zheng 1, 2 , Shulin Sun 1, 2
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随着现代电力系统的发展,先进的储能聚合物薄膜受到关注。聚丙烯(PP)薄膜作为重要的储能介电材料,具有介电损耗低、充放电效率高等优点。然而,其固有的低介电常数(∼2.0)严重阻碍了能量存储密度(∼1–2 J/cm 3 )的提高。本文设计了具有“海岛”结构的全有机PP基三元复合薄膜,以提高PP的介电和储能性能。在这项研究中,PP形成了海相。相比之下,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(MG)共聚物以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为增容剂形成岛相。 MG、PP-g-MAH的较高极性以及“海岛”两相界面之间的界面极化将介电常数提高至3.8,而介电损耗与PP本身相比几乎保持不变。当MG负载量为12 wt%时,PP/MG/PP-g-MAH复合薄膜的放电能量密度达到5.87 J/cm 3 ,击穿强度为610 MV/m;而且充放电效率仍保持在96%左右,在薄膜电容器领域显示出良好的应用前景。
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