Na0.5Bi0.5TiO3纳米线/PVDF复合材料的高储能密度

采用水热法制备了Na0.5Bi0.5TiO3(NBT)纳米线,并系统地研究了NBT纳米线/PVDF复合材料的介电性能、铁电特性、阻抗谱对储能密度的影响,其中介电性能和铁电特性对提高极化强度有着重大意义,阻抗图对应着击穿性能,而极化强度和击穿强度决定了储能密度的大小.NBT纳米线通过多巴胺的表面改性改善了陶瓷颗粒在聚合物基体中的分散性和两者的相容性.从不同体积分数的NBT纳米线/PVDF复合材料可以发现4.5 vol.%NBT纳米线/PVDF纳米复合材料具有更高的介电常数(100 Hz时为20).0.5vol.%NBT纳米线/PVDF纳米复合材料在300 kV/mm电场下保持较高的储能密度(9.4 J/cm^3),该电场的电位移达到了14.93μC/cm^2.与NBT立方块/PVDF纳米复合材料相比,NBT纳米线/PVDF具有高的介电常数、低的介质损耗、高的击穿强度、大的激活能,最终获得了较高的储能密度.

低浓度MXene填充增强三元TiO_(2)/MXene/PVDF纳米复合膜的储能性能研究

先以TI_(3)AlC_(2)为前驱体,采用氢氟酸(HF)刻蚀法制备出了手风琴状MXene纳米片;然后采用流延法制备了不同TiO_(2)浓度的TiO_(2)/PVDF二元均相复合膜,并研究了其储能性能,确定了性能最佳的TiO_(2)添加量;最后采用流延法制备了不同MXene浓度的TiO_(2)/MXene/PVDF三元均相复合膜,同时还研究了浓度对复合材料储能性能的影响.结果表明,当TiO_(2)添加量为4 vol%、MXene添加量为2 vol%时,三元均相复合膜具有最佳的储能密度(9 J/cm^(3))和储能效率(95%).

NBT-ST/PVDF复合膜的储能性能的提高

采用微波水热法合成制备出NBT(Na 0.5 Bi 0.5 TiO 3,简称NBT)粉体,以及固相法合成了钛酸锶(SrTiO 3,简称ST)粉体,再采用溶液流延法分别制备填充了不同NBT含量的NBT-ST/PVDF复合膜,并研究了不同含量的NBT对复合膜击穿场强与储能密度的影响.研究结果表明:在NBT含量为0.5%时,复合膜具有最大的储能密度,达到8.5 J/cm ^3.