电容器用超净聚丙烯薄膜综合性能比较

研究了不同聚丙烯粒料、不同薄膜生产厂家制备的一系列电容器用超净聚丙烯薄膜的主要性能指标;对比了不同聚丙烯粒子制备电容器膜的结晶特性、热性能、介电性能和绝缘性能等各项性能差异。测试结果表明,部分国产电容器用聚丙烯薄膜性能已达到进口薄膜标准,但仍存在国产膜结晶度偏低、薄型膜质量较差的问题。国产电容器用聚丙烯薄膜距离世界领先水平仍有差距,需要进一步提高国产粒料性能,优化薄膜制备工艺。

薄膜电容器数据挖掘与分析

作为电力系统的重要元件之一,薄膜电容器因长使用寿命、高可靠性等优点而受到广泛应用,然而却极少有研究从数据角度挖掘电容器的自身属性。为了填补这一空白,本文选取收集自网络的40793条薄膜电容器数据作为分析基础,首先利用散点图和箱线图从横向角度分析了不同材料制备而成的电容器的容值、最高最低温度、交直流运行电压等差异,然后利用饼图从纵向角度对比了电容器的运行温度和应用场合,最后计算出这些性能指标的皮尔逊系数并进行了相关性分析。结果表明金属化聚丙烯材料作为目前的主流材料在容值和交直流运行电压方面比其他材料均具有显著的优势,而金属化聚苯硫醚在运行温度上占优,电容器除温度和运行电压外的各项参数之间的相关性并不显著。未来可以进一步对数据进行处理和学习,达到性能预测的效果。

金属化膜击穿与自愈性能研究

薄膜电容器凭借体积小、储能密度高、安全性好等优点,在直流输电、轨道交通、脉冲功率装置等方面具有重要应用。薄膜电容器常用介质材料包括双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜,本文以两种介质薄膜为研究对象,通过真空蒸镀制备不同方阻的金属化膜,研究了金属层厚度对薄膜击穿强度和自愈性能的影响。两种聚合物的金属化膜都表现为:降低金属层厚度可在一定程度上提高薄膜的击穿强度,由于自愈能量具有统计性,其随电压升高增大,而高方阻薄膜的自愈能量更小,自愈性能更好。实验中也观察到重复自愈现象并对出现的原因做出了解释。

高温储能电容器用全有机PVDF/PI复合薄膜制备及性能表征

高温介电聚合物在高温静电储能薄膜电容器中有着广阔的应用。然而,目前常规的高温聚合物电介质介电常数与能量密度较低,这限制了其在高温环境中的应用。为进一步提高高温电介质材料在高温下的介电及储能特性,本研究以聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)为填料,聚酰亚胺(polyimide,PI)为基体,采用原位聚合方法制备了全有机PVDF/PI复合电介质薄膜。系统地研究了铁电PVDF相含量对PI微观结构与形貌、介电性能、储能特性、以及热性能等影响。结果表明:PVDF填料在PI基体中具有良好的相容性和分散。PVDF的引入会使得PI基复合薄膜的击穿强度出现一定程度的下降,但是可以明显提高复合薄膜的介电常数和放电能量密度。其中,PVDF添加质量分数为30的复合薄膜在室温和250 MV/m条件下放电能量密度达到1.89 J/cm^(3),充放电效率为92.4%;而100℃和200 MV/m条件下的放电能量密度达到1.13 J/cm^(3),充放电效率为89.1%。此外,PVDF/PI复合薄膜在高温和高电场的恶劣条件下具有良好的充放电循环性能以及热稳定性。该研究为改善聚合物基复合电介质在高温环境中的储能特性提供了一种新的设计思路。