[发明专利]含有量子点的储能复合薄膜材料及制备方法

说明书

本发明涉及储能薄膜材料技术领域，具体涉及一种含有量子点的储能复合薄膜材料以及一种制备含有量子点的储能复合薄膜材料的方法，该薄膜材料包括：复合纳米填料，包括钙钛矿颗粒和位于所述钙钛矿颗粒表面的量子点；聚合物基体；其中，复合纳米填料均匀分布在聚合物基体中。本发明的薄膜材料的复合纳米填料具有量子点，改善了填料和聚合物基体之间的界面相容性，增加了填料和聚合物基体的结合力，同时，能够增加击穿场强，提高了薄膜材料的储能密度；本发明的制备方法可以调节复合纳米填料在聚合物基体中的分散程度，进而调节薄膜的机械强度，本发明的制备方法反应温和，工艺流程简单。

技术领域

本发明涉及储能薄膜材料技术领域，具体涉及一种含有量子点的储能复合薄膜材料以及一种制备含有量子点的储能复合薄膜材料的方法。

背景技术

电容器原件的优良特性包括放电功率大，充放电速率快，性能稳定，重复利用效率高等，并已经广泛应用在电力系统，磁力系统，电子元件以及脉冲功率等电源方面，实际的应用包括混合动力汽车，电磁炮，智能手机元器件等现代化工业领域。然而，目前介电电容器原件还存在着诸多待优化和解决的问题：储能密度过低，放电电流小，损耗过大不可避免等，使其在器件智能化小型化的应用上收到了限制。为了实现高储能器件，满足工业化的进步需求，提高材料的储能密度势在必行。

材料的储能性质与材料的击穿电压介电常数，损耗密切相关，提高击穿电压与介电常数，降低介电损耗能够直接提升材料的储能性能。目前工业化使用的高介电铁电材料中，钛酸钡由于其高介电常数，优异的铁电性能，应用十分广泛。但是，钛酸钡耐击穿场强低，可加工性能差成为制约其向小型化轻型化应用的一大因素。因为，与聚合物材料，如PVDF,P(VDF-TrFE)等复合形成复合材料，被应用得更加广泛，由于聚合物具有良好的柔韧性，击穿场强高，质量轻易加工，通过材料的复合效应，复合材料将具有两者的特性。但是BT/PVDF复合材料，虽然在储能性能上有所提升，但同样不能满足大功率储能要求。由于功能填料为无机材料，而复合材料基体是有机高分子材料，二者在结构和性能上存在巨大差异，因而界面的相容性和结合力差，很难实现良好的界面结合，需要对填料表面进行修饰。

量子点是一种零维材料，尺寸在100nm一下，拥有丰富的边缘效应和量子限域效应，可以通过控制尺寸大小来调节边缘效应和量子限域效应，即调节量子点的物理特性。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的储能薄膜材料成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种含有量子点的储能复合薄膜材料以及一种制备含有量子点的储能复合薄膜材料的方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种含有量子点的储能复合薄膜材料，该储能复合薄膜材料包括：

复合纳米填料，该纳米填料包括钙钛矿颗粒和位于所述钙钛矿颗粒表面的量子点；以及

聚合物基体；

其中，所述核-壳结构复合纳米填料均匀分布在所述聚合物基体中。

优选地，所述聚合物基体选自环氧树脂、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚酰亚胺、双马来酰亚胺-三嗪树脂、和聚偏氟-三氟乙烯中的一种或多种。

优选地，所述量子点选自石墨烯量子点、氧化石墨烯量子点、CdSe量子点、Au量子点、Ag量子点、Cu量子点、Fe量子点、Pt量子点和Zn量子点中的一种或多种。

优选地，所述钙钛矿颗粒选自钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钛酸钙和钛酸铜钙中的一种或多种。

优选地，所述聚合物基体的质量百分比为50％～99％，所述复合纳米填料的质量百分比为1％～50％。

优选地，所述聚合物基体的厚度为5～40μm。