摘要: 随着电子工业的快速发展，高介电材料的需求越来越大，高储能密度材料对电子电力系统的发展有着重要的影响，尤其是在需要快速充电放电的风能、太阳能、潮汐能等领域，而这些地方的储能存在着高度分散性，不稳定性和间歇性，因此储能技术的发展势在必... 展开 随着电子工业的快速发展，高介电材料的需求越来越大，高储能密度材料对电子电力系统的发展有着重要的影响，尤其是在需要快速充电放电的风能、太阳能、潮汐能等领域，而这些地方的储能存在着高度分散性，不稳定性和间歇性，因此储能技术的发展势在必行。聚偏氟乙烯具有优良的铁电性能，同时也具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温、压电性以及较小的机电耦合系数等优点，是制备介电复合材料的优秀基体树脂。MnO2由于其具有较小的禁带宽度，在储能领域具有较好的潜在应用价值。本文以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体，MnO2为主要填料，制备出了一系列填料含量不同的PVDF复合薄膜，同时探讨KH570-GNs(570硅烷偶联剂改性石墨微片)共掺杂和C包覆对薄膜储能性能优化的影响。 对MnO2/PVDF复合薄膜进行测试发现:引入MnO2粒子促进PVDF薄膜由多项共存向铁电性能优异的β相转变;复合薄膜的介电常数与填料含量呈正相关，在100Hz测试条件下，MnO2掺杂量为15wt％的MnO2/PVDF复合薄膜介电常数最高为27。MnO2掺杂量为10wt％的MnO2/PVDF复合薄膜的击穿场强最高为100kV/mm。使用KH570-GNs与MnO2共掺杂时，在低添加量时MnO2与KH570-GNs在基体中分散良好，随着KH570-GNs含量持续增加，出现团聚现象;在100Hz测试条件下，MnO2添加量为10wt％,KH570-GNs添加量为7wt％的复合薄膜介电常数最高为315;当MnO2的质量分数为5wt％KH570-GNs3wt％时，复合薄膜的击穿场强取得最大值10.58kV/mm。MnO2@C呈典型的核壳结构，C呈完整的包覆在MnO2表面，且壳层厚度为5nm;当以MnO2@C为填料时，MnO2@C核壳粒子均匀分散在PVDF基体中;随着MnO2@C的含量的增加，可促使PVDF薄膜由多项共存向铁电性能优异的β相转变;在100Hz测试条件下，MnO2@C掺杂量为15wt％的MnO2@C/PVDF复合薄膜介电常数最高为31;MnO2@C掺杂量为10wt％的MnO2@C/PVDF复合薄膜的击穿场强最高为89.6kV/mm。MnO2的引入，能够有效的提升基体树脂的储能性能，为今后储能器件的设计与制备提供了新的思路和方向。 收起