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PMMA/PVDF共混聚合物基复合介质的储能性能研究

摘要——“双碳”目标的提出促进了我国低碳能源的快速发展。电介质电容器作为清洁能源配套使用的能量存储和转换器件得到了更为广泛的关注，但较低的储能密度和效率限制了其进一步的发展。本文以高电子亲和力的有机分子半导体[6,6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM）为掺杂相，以不同共混比例的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚偏氟乙烯(PVDF)复合介质为基体，通过溶液流延法制备得到了全有机复合介质，并对其微观结构、介电性能和储能性能进行了测试。结果表明，随着PCBM掺杂含量增大其介电常数略微升高，储能密度提升明显。当PCBM掺杂含量为0.9 wt% 时PMMA/PVDF基全有机复合介质具有最优的击穿电场（685.67 MV/m），同时在该电场下其表现出优异的储能性能（U～21.89 J/cm³、η～70.34%）。这是由于共混复合介质兼顾了PMMA和PVDF的特性，增强了基体的绝缘强度，同时PCBM的引入可以捕获和束缚载流子，进一步提升了全有机复合介质的绝缘强度和储能性能。





关键词：全有机复合介质，聚偏氟乙烯，有机分子半导体，储能密度