有機(jī)薄膜電容因其超快的充放電速度、極高的功率密度、高工作電壓、低損耗等特點(diǎn),成為重要的功率型儲(chǔ)能器件,在智能配網(wǎng)儲(chǔ)能、直流輸電、新能源汽車(chē)交直流變換等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。隨著功率型電力電子設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷的不斷增加以及小型化集成化的發(fā)展趨勢(shì),薄膜電容的運(yùn)行溫度將不斷升高。開(kāi)發(fā)高儲(chǔ)能密度、高儲(chǔ)能效率、高運(yùn)行溫度的有機(jī)薄膜電容對(duì)于進(jìn)一步提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。圍繞上述需求,國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的研究,盡管在性能方面取得了重要突破,不過(guò)受制于成本、加工性和穩(wěn)定可靠性等因素,開(kāi)發(fā)的高性能薄膜電容材料往往難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
針對(duì)上述問(wèn)題,西安交通大學(xué)電力設(shè)備電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成永紅教授課題組從最常見(jiàn)的易加工、低成本的電介質(zhì)材料環(huán)氧樹(shù)脂出發(fā),通過(guò)研究環(huán)氧樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)特征、宏觀電場(chǎng)下極化機(jī)制及高溫儲(chǔ)能性能三者的影響作用機(jī)制,創(chuàng)新設(shè)計(jì)了非對(duì)稱(chēng)聚醚胺-脂環(huán)胺分子鏈結(jié)構(gòu),并基于目前工業(yè)應(yīng)用最廣泛的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂合成了耐高溫柔性環(huán)氧薄膜。該薄膜不僅成本低廉、耐熱性能和機(jī)械性能優(yōu)異,同時(shí)具備優(yōu)異的儲(chǔ)能性能。環(huán)氧薄膜在工作場(chǎng)強(qiáng)550 MV/m、儲(chǔ)能效率90%下的儲(chǔ)能密度達(dá)到了9.12 J/cm3,是目前已知純聚合物薄膜在相同電場(chǎng)和儲(chǔ)能效率下的儲(chǔ)能密度最大值。經(jīng)過(guò)充放電循環(huán)測(cè)試,證明該材料不僅能夠在120℃下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,還具備優(yōu)異的擊穿自愈性能,確保其在工業(yè)應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性。
該研究工作以《非對(duì)稱(chēng)脂環(huán)胺-聚醚胺分子鏈結(jié)構(gòu)提高高溫聚合物薄膜電容的儲(chǔ)能密度》(Asymmetric alicyclic amine-polyether amine molecular chain structure for improved energy storage density of high-temperature crosslinked polymer capacitor)為題,在線(xiàn)發(fā)表在國(guó)際化學(xué)工程領(lǐng)域頂級(jí)期刊《化學(xué)工程》(Chemical Engineering Journal)(實(shí)時(shí)影響因子10.06),該工作第一完成單位為西安交通大學(xué)電力設(shè)備電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室新型儲(chǔ)能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心,博士生陳思宇為第一作者,孟國(guó)棟副教授、肖冰教授、吳廣磊教授和成永紅教授為共同通訊作者。
該項(xiàng)研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金等多個(gè)項(xiàng)目的支持。
- 北科大查俊偉教授團(tuán)隊(duì) Adv. Mater.:高溫儲(chǔ)能聚酰亞胺電介質(zhì)雙重?fù)舸┳杂鷻C(jī)制 2024-10-16
- 湘潭大學(xué)陳盛團(tuán)隊(duì)《Adv. Funct. Mater.》:基于P型半導(dǎo)體聚合物填料構(gòu)建物理交聯(lián)和電子-空穴對(duì)提升高溫儲(chǔ)能 2023-11-14
- 清華大學(xué)李琦課題組《Nat. Commun.》: 高分子結(jié)構(gòu)單元定制組裝策略實(shí)現(xiàn)250℃極耐溫介電儲(chǔ)能 2023-04-28
- 北化胡君教授團(tuán)隊(duì) Angew:一種用于可回收高性能復(fù)合材料的強(qiáng)韌熱固性環(huán)氧樹(shù)脂 2025-06-17
- 浙大伍廣朋教授課題組 Chem. Mater. : 無(wú)鹵環(huán)氧樹(shù)脂解決半導(dǎo)體封裝腐蝕難題 2025-05-05
- 西工大顏紅俠教授團(tuán)隊(duì) Small:利用超支化聚硼磷酸酯制備具有超高韌性和防火安全性的透明環(huán)氧樹(shù)脂 2025-05-04
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 中國(guó)科大陳昶樂(lè)/安大陳敏、...
- 廈門(mén)大學(xué)侯旭教授團(tuán)隊(duì) AFM:...
- 瞿金平教授華科大團(tuán)隊(duì)牛冉研...
- 太原理工大學(xué)張虎林教授 Adv...
- 北化魏杰教授團(tuán)隊(duì) CEJ:三波...
- 南方科技大學(xué)郭傳飛教授團(tuán)隊(duì)...
- 西南大學(xué)康燕堂/徐立群/徐琨...
- 太原理工大學(xué)葉亞楠/朱石磊...
- 格羅寧根大學(xué)/特文特大學(xué) CR...
- 武漢大學(xué)陳朝吉、高恩來(lái)/林...
- 青科大超臨界發(fā)泡團(tuán)隊(duì) AFM:...