摘要: 目前，储能材料广泛应用于电容器等电子器件中，传统介电陶瓷材料及聚合物材料难以满足在电子技术快速发展下的高储能性能的要求。本文通过水热法制备的钛酸钡(BaTiO3,BT)纳米线作为填充物，与P(VDF-HFP)聚合物基体复合制备形成复合薄膜材料，探究BT粉... 展开 目前，储能材料广泛应用于电容器等电子器件中，传统介电陶瓷材料及聚合物材料难以满足在电子技术快速发展下的高储能性能的要求。本文通过水热法制备的钛酸钡(BaTiO3,BT)纳米线作为填充物，与P(VDF-HFP)聚合物基体复合制备形成复合薄膜材料，探究BT粉体的形貌改变及其表面改性处理两方面对复合薄膜性能的影响，以期获得满足更高储能要求的柔性复合材料。 BT纳米线制备过程分为两步水热反应，第一步水热反应为制备钛酸钠Na2Ti3O7前驱体，通过对制备工艺的优化，在反应溶液的碱性浓度为10mol/L，水热温度为180℃，水热时间为12小时的工艺参数下成功制备出光滑细长的钛酸钠Na2Ti3O7纳米线，随后在第两步水热反应过程中以八水合氢氧化钡作为钡源，通过钡离子与钠离子的置换作用获得表面粗糙，直径为50~80nm，长径比为21的BT纳米线。 BT粉体形貌的改变对优化复合薄膜的性能有显著效果，其中在300MV/m电场下5vol%-BT纳米颗粒/P(VDF-HFP)复合薄膜的可释放储能密度为6.26J/cm3，相同体积填充量的5vol%-BT纳米线/P(VDF-HFP)复合薄膜其可释放储能密度达到6.86J/cm3，提高近9.58%，同时复合薄膜的击穿场强也从306.87MV/m提高到321.85MV/m。 高填充量的BT纳米线可以有效提高复合薄膜材料的介电性能，但填充量的增加造成填充物与基体的相容性减弱，促使孔洞、缝隙等缺陷增多，使其击穿场强及储能效率明显下降。因此，进一步对BT纳米线进行表面改性处理，分别采用改性剂乙二胺及多巴胺。5vol%Dopa-BT纳米线/P(VDF-HFP)复合薄膜在300MV/m电场下可释放储能密度达到9.02J/cm3，储能效率达到46.39%。而乙二胺改性由于包覆均匀性及官能团差异，效果略逊色。其中最优值为5vol%EDA-BT纳米线/P(VDF-HFP)复合薄膜在300MV/m电场下可释放储能密度为8.68J/cm3，储能效率为44.54%。 收起