[发明专利]一种高介电复合膜的制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种高介电复合膜的制备方法和应用。本发明制备方法包括：在基板上形成第一聚合物膜；然后，在第一聚合物膜上形成金属层；最后，在金属层上通过流延形成第二聚合物膜；其中，所述流延优选为溶液流延；更优选为，溶液流延所用涂料的溶剂，能够将第一聚合物膜溶解和/或溶胀。本发明制备方法中，以聚合物薄膜为基底，并通过将真空金属镀膜与溶液流延工艺结合，得到了一种具有聚合物/金属‑聚合物复合层/聚合物的三层立体结构复合膜，不仅能够实现导电材料与聚合物的复合，同时也能够避免导电通道的产生，提高了高介电复合膜的可靠性，同时也有利于复合膜的介电常数的提高。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种高介电复合膜的制备方法和应用。

背景技术

近年来，电子设备的发展日新月异，日益朝向小型化与智能化发展。作为电子产品中的重要组成部分，电容器的性能决定了产品的性能与功效。介电材料是电容器的核心材料成分，提高其电学性能对于电子产品的进一步发展而言，是十分重要的。

目前，常见的介电材料主要为陶瓷材料和聚合物材料。由于陶瓷材料本身脆性和粘结性差等特性，导致其加工难度较大，成本较高。聚合物材料虽然加工成型较为容易，并且与电极等器件的黏附性较好，但由于聚合物材料的介电常数较低，这也限制了其的应用。

单组分材料很难同时具有优良的介电性能和力学性能，而复合材料中同时具有材料中各组分的优良性能，因而在功能材料领域中有着广泛的应用。将陶瓷材料和聚合物材料复合形成的聚合物基纳米陶瓷复合材料，就能够同时满足高介电常数、耐击穿、易加工等特性。然而，由于这两种材料表面能差别较大，使得复合材料中的纳米颗粒易于团聚，导致复合材料的介电性能受到影响。虽然通过对于纳米陶瓷材料和聚合物的改性能够改善纳米颗粒团聚现象的产生，但这种改性不仅成本较高，而且操作也比较复杂，对于材料介电性能的提高效果也比较有限。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种高介电复合膜的制备方法，本发明制备方法操作简便，并能够得到一种具有高介电常数的复合薄膜材料。

本发明的第二目的在于提供一种由本发明方法所得到的高介电复合膜。

本发明的第三目的在于提供本发明高介电复合膜在电容储能，有机压电，以及电能转换中的应用，以及包含本发明高介电复合膜的器件或装置。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

在基板上形成第一聚合物膜；然后，在第一聚合物膜上形成金属层；最后，在金属层上通过流延形成第二聚合物膜；优选的，所述流延为溶液流延；更优选的，溶液流延所用涂料的溶剂，能够将第一聚合物膜溶解和/或溶胀。同时，本发明还提供了由所述的制备方法得到的高介电复合膜。

进一步的，本发明也提供了所述高介电复合膜在电容储能，有机压电，以及电能转换中的应用。

同样的，本发明还提供了包含本发明高介电复合膜的器件或装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明制备方法中，以聚合物薄膜为基底，并通过将金属层形成与流延工艺结合，得到了一种具有聚合物/金属-聚合物复合层/聚合物的三层立体结构复合膜，不仅能够实现导电材料与聚合物的复合，同时也能够避免导电通道的产生，提高了高介电复合膜的可靠性，同时也能够显著提高聚合物薄膜的介电常数。

本发明方法所制得的高介电复合膜的介电常数较高，并且介电损耗保持在了很低的范围，并能够在在电容储能，有机压电，电能转换等领域中应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。