[發明專利]含有量子點的儲能復合薄膜材料及制備方法

有效

• 申請號: 201711003203.6
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN109694537B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 羅遂斌;張政;于淑會;孫蓉
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08L63/00;C08L33/12;C08K3/24;C08K3/04;C08F220/14;C08J5/18
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本發明涉及儲能薄膜材料技術領域，具體涉及一種含有量子點的儲能復合薄膜材料以及一種制備含有量子點的儲能復合薄膜材料的方法，該薄膜材料包括：復合納米填料，包括鈣鈦礦顆粒和位于所述鈣鈦礦顆粒表面的量子點；聚合物基體；其中，復合納米填料均勻分布在聚合物基體中。本發明的薄膜材料的復合納米填料具有量子點，改善了填料和聚合物基體之間的界面相容性，增加了填料和聚合物基體的結合力，同時，能夠增加擊穿場強，提高了薄膜材料的儲能密度；本發明的制備方法可以調節復合納米填料在聚合物基體中的分散程度，進而調節薄膜的機械強度，本發明的制備方法反應溫和，工藝流程簡單。

技術領域

本發明涉及儲能薄膜材料技術領域，具體涉及一種含有量子點的儲能復合薄膜材料以及一種制備含有量子點的儲能復合薄膜材料的方法。

背景技術

電容器原件的優良特性包括放電功率大，充放電速率快，性能穩定，重復利用效率高等，并已經廣泛應用在電力系統，磁力系統，電子元件以及脈沖功率等電源方面，實際的應用包括混合動力汽車，電磁炮，智能手機元器件等現代化工業領域。然而，目前介電電容器原件還存在著諸多待優化和解決的問題：儲能密度過低，放電電流小，損耗過大不可避免等，使其在器件智能化小型化的應用上收到了限制。為了實現高儲能器件，滿足工業化的進步需求，提高材料的儲能密度勢在必行。

材料的儲能性質與材料的擊穿電壓介電常數，損耗密切相關，提高擊穿電壓與介電常數，降低介電損耗能夠直接提升材料的儲能性能。目前工業化使用的高介電鐵電材料中，鈦酸鋇由于其高介電常數，優異的鐵電性能，應用十分廣泛。但是，鈦酸鋇耐擊穿場強低，可加工性能差成為制約其向小型化輕型化應用的一大因素。因為，與聚合物材料，如PVDF,P(VDF-TrFE)等復合形成復合材料，被應用得更加廣泛，由于聚合物具有良好的柔韌性，擊穿場強高，質量輕易加工，通過材料的復合效應，復合材料將具有兩者的特性。但是BT/PVDF復合材料，雖然在儲能性能上有所提升，但同樣不能滿足大功率儲能要求。由于功能填料為無機材料，而復合材料基體是有機高分子材料，二者在結構和性能上存在巨大差異，因而界面的相容性和結合力差，很難實現良好的界面結合，需要對填料表面進行修飾。

量子點是一種零維材料，尺寸在100nm一下，擁有豐富的邊緣效應和量子限域效應，可以通過控制尺寸大小來調節邊緣效應和量子限域效應，即調節量子點的物理特性。

鑒于此，克服以上現有技術中的缺陷，提供一種新的儲能薄膜材料成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的上述缺陷，提供一種含有量子點的儲能復合薄膜材料以及一種制備含有量子點的儲能復合薄膜材料的方法。

本發明的目的可通過以下的技術措施來實現：

本發明提供了一種含有量子點的儲能復合薄膜材料，該儲能復合薄膜材料包括：

復合納米填料，該納米填料包括鈣鈦礦顆粒和位于所述鈣鈦礦顆粒表面的量子點；以及

聚合物基體；

其中，所述核-殼結構復合納米填料均勻分布在所述聚合物基體中。

優選地，所述聚合物基體選自環氧樹脂、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂、和聚偏氟-三氟乙烯中的一種或多種。

優選地，所述量子點選自石墨烯量子點、氧化石墨烯量子點、CdSe量子點、Au量子點、Ag量子點、Cu量子點、Fe量子點、Pt量子點和Zn量子點中的一種或多種。

優選地，所述鈣鈦礦顆粒選自鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鍶鋇、鈦酸鈣和鈦酸銅鈣中的一種或多種。

優選地，所述聚合物基體的質量百分比為50％～99％，所述復合納米填料的質量百分比為1％～50％。

優選地，所述聚合物基體的厚度為5～40μm。