[发明专利]复合电介质薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合电介质薄膜及其制备方法。上述复合电介质薄膜及其制备方法，将纳米纤维应用于复合电介质薄膜的制备，且先通过二胺单体和二酐单体反应，有利于得到具有高分子量的聚酰亚胺酸溶液，再与纳米纤维分散液进行混合，有利于纳米纤维在聚酰亚胺酸溶液中的分散，从而使得纳米纤维能够均匀的分散进聚酰亚胺基材，使得复合电介质薄膜具有较好的机械性能；另外，陶瓷填料以纳米纤维的形式加入能够有效提高聚酰亚胺的介电性能，尤其是纳米纤维仅需较小的添加量即可使得复合电介质薄膜表现出较好的介电性能；同时，采用聚酰亚胺和纳米纤维进行复合，制备得到的复合电介质薄膜即使在较高温度下仍具有较好的介电性能。

技术领域

本发明涉及介电材料制备技术领域，特别是涉及复合电介质薄膜及其制备方法。

背景技术

在日益增长的提高能源利用效率、寻找清洁的可再生能源的需求的背景下，对环境友好且高效率的能量储存转换系统的研究显得更加重要。目前的储能系统中，相对于电池、燃料电池和电化学电池，电容器拥有最高的功率密度，因此在医疗设备、混合动力汽车、脉冲电源以及电子武器等领域有很大的应用潜力。但是，目前商用的介电电容器储能密度较低，如何提高电容器的储能密度是研究的热点。

传统的介电储能材料包括陶瓷材料和聚合物材料。二者各有优缺点，高介电陶瓷电容器尽管具有较高的介电常数，但是其低击穿强度、高成型温度、高密度等缺陷使其无法满足一些储能设备的要求。作为对比，聚合物介电储能材料具有高击穿场强、低密度、柔性以及优异的加工性能等优点，同样其介电常数较低。为达到高储能密度的要求，大量的研究集中在将二者复合，以高击穿场强的聚合物为基体，高介电常数的陶瓷材料为填料，制备高储能密度的介电储能材料。目前商用电介质电容器材质为聚合物BOPP(biaxial-orientedpolypropylene)双向拉伸聚丙烯薄膜，其储能密度为～2J/cm3。在实验室条件下，张鑫等人在2016年采用聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)(PVDF-HFP)作为聚合物基体，BaTiO3@TiO2纤维为填料，制备的复合材料储能密度已经能够达到31.2 J/cm3。