Al_(2)O_(3)/PEI复合介质的高温储能特性研究

高温储能的电介质材料对电子电力设备容量和可靠性的提升、体积的减小具有重要意义。以耐高温的聚醚酰亚胺(PEI)为基体,宽带隙的氧化铝(Al_(2)O_(3))为填料,通过溶液共混再流延制备Al_(2)O_(3)/PEI复合薄膜,对比研究了Al_(2)O_(3)纳米粒子(AO NPs)和静电纺Al_(2)O_(3)纤维(AO NFs)对复合薄膜介电储能特性的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)能够兼顾提升PEI复合薄膜的极化强度和击穿场强,降低电导率。相较于AO NPs,AO NFs在PEI基体中的分散更为均匀,可在极低填料含量下获得具有优异储能特性的Al_(2)O_(3)/PEI复合薄膜。当填料含量为0.5%(如无特别说明,均为体积分数)时,AO NFs/PEI在25℃的储能密度达5.80 J/cm^(3),分别是0.50AO NPs/PEI和纯PEI薄膜的1.2倍和2.5倍。150℃下0.50AO NFs/PEI仍表现出优异的储能特性,储能密度和充放电效率分别为4.36 J/cm^(3)和75%。