原位纤维与子-母晶结构共同抑制电荷传输论文发表于Macromolecules期刊
发布时间:2024-12-05 文章来源:李德龙薄膜电容器以其耐压高、等效串联电阻低、温度特性好、寿命长等优势,在新能源汽车、光伏/风力发电、电力输送等能源领域备受青睐。如何调控高分子电介质薄膜的相形态和晶体结构来抑制介电损耗,制备一种高储能、低损耗的高分子电介质薄膜材料已成为薄膜电容器领域的研究热点和难点。本论文提出了连续且易规模化生产的“熔融挤出-热拉伸-退火拉伸”电介质薄膜制备方法。在拉伸外场作用下,聚丙烯(PP)基体中的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)球状分散相原位转变为PET取向纤维。后续退火拉伸进一步优化了PP的晶体结构,实现介晶相-α相转变,并形成高度取向的Mother-Daughter晶体结构。与外加电场方向垂直的大量平行排列纤维界面和取向Mother-Daughter晶体显著抑制了电荷的传输,PP/PET薄膜的击穿场强高达672.7 MV/m,在650MV/m时的放电能量密度达到了4.11 J/cm3(η=92.8%)
De-Long Li, Chun-Yan Liu, Yue Li, Ling Xu, Jun Lei, Gan-Ji Zhong, Hua-Dong Huang*, and Zhong-Ming Li*. In Situ Well-Aligned Microfibrils and Mother−Daughter Crystals as Promising Blocks to Suppress Carrier Transport in Polypropylene Dielectric Films. Macromolecules, 2024, 57, 10208−10218, DOI: 10.1021/acs.macromol.4c01640.