低浓度MXene填充增强三元TiO2/MXene/PVDF纳米复合膜的储能性能研究
2021-04-20孔梦蕾易志辉李妍欣
陕西科技大学学报 2021年2期
关键词:界面
王 卓, 孔梦蕾, 易志辉, 李妍欣
(陕西科技大学 材料科学与工程学院, 陕西 西安 710021)
0 引言
能源是人类社会高速发展不可缺少的.不可再生化石能源的巨大消耗,引起了人们对可再生能源和高能量密度存储设备的广泛研究兴趣.具有物理和静电储能机制的电容器具有超高功率密度和快速的充放电速度,使电容器成为重要的储能器件.储能器件广泛应用于太阳能、可穿戴电子、动力汽车、航空航天等领域.这就要求其具有超高的储能密度和充放电效率.材料要达到其储能密度的最高上限,需要同时将介电常数和击穿强度提高到各自的上限[1-4].
陶瓷作为填料,具有高的介电常数,但其损耗较高,低击穿抑制了它在储能方面的应用.聚合物较陶瓷材料而言,具有柔韧性高、重量轻、易加工和超高击穿强度等优点.但是,大多数聚合物的介电常数都比较低,迄今为止,大量的研究都集中于利用共混方法制备高介电常数材料[5,6].例如,通过将导电填料[7-12](如石墨烯、碳化硅、铝)引入聚合物基质中,制备的复合材料.尽管介电常数优异,但在接近填料渗滤阈值时,很容易产生高介电损耗和低击穿强度,这是由于填料渗滤引起的高漏导[13-17].
对于储能材料而言,储能密度越高,要求材料的绝缘性越好,但是MXene纳米片是导电材料,浓度越高会使得复合膜的导电性越高损耗越大,击穿强度就会越低,从而使得材料很容易被击穿.所以,添加的浓度越低,能够在维持……
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