[01665647]超级电容器介质薄膜的制备与介电强度研究

1)利用微波辐射化学反应合成技术,获得PTU粉体。在前人的基础上,利用微波辐射手段,化学合成并获得了PTU粉体的合成工艺,成功获得性能优异的PTU粉体,并通过调整微波的功率、辐射时间来调控粉体的大小和分子量,为进一步的薄膜制备提供更好的材料前驱体。 2)实现针对超级电容器介质材料要求的高能密度聚合物薄膜的制备技术。通过研究PTU薄膜的制备技术,发现聚合物PTU薄膜的成膜受到基片类型、底电极类型、溶剂的沸点、薄膜的热处理温度、热处理过程的影响。试验中发现以DMFc为溶剂、在以铝为底电极的硅片上流延沉积的3-5um厚的薄膜,经过110度和140度退火处理后的表现出最好的性能。 3)制备出具有具有超高的工作场强和储能密度的芳香PTU薄膜。实验中获得PTU薄膜在 1GV/m 以上保持低损耗,其能量密度可以达到20J/cm3 以上,放电效率在90%以上。与强极性的PVDF 等半晶体聚合物不同,PTU 是非晶态聚合物,电偶极矩很弱,且在1.1 GV/m 的高场下仍没有极化弛豫,电导损耗非常小。进一步研究发现电子在PTU 分子链中的跳动使得高场下的电导密度增加非常缓慢,进而使得PTU 能够在高场下保持低损耗。