[發明專利]一種介電儲能復合材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201811295094.4
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109461577B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 徐建華;周榆久;陳富佳;趙月濤
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01G4/20
• 分類號: H01G4/20;H01B17/60;H01B19/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 葛松生

本發明提供了一種介電儲能復合材料的制備方法及應用。本發明制備方法包括：將含有無機介電材料和聚合物的溶液涂布于基板上，在震動條件下，使得無機介電材料沉降，然后加熱固化成型；將固化所得薄膜從基板上剝離，然后將兩塊薄膜以與基板接觸的一面為貼合面進行貼合，然后熱壓成型，得到夾心結構的介電儲能復合材料。本發明方法中無需與傳統制備方法一般，需要阻止介電材料在溶液中的沉降過程，反而能夠利用介電材料的自然沉降，以產生介電材料梯度變化的過渡層，這不僅簡化了制備流程步驟，同時還能減少宏觀物理界面，且能夠避免各層間材料由于差異過大所造成的擊穿電壓過低等問題，有效改善介電儲能復合材料的性能。

技術領域

本發明涉及材料領域，具體而言，涉及一種介電儲能復合材料的制備方法及應用。

背景技術

近年來，隨著半導體行業的蓬勃發展，電子產品也日趨朝向小型化和智能化的方向發展。電容器作為電子產品內最為重要的組成部分之一，其性能在一定程度上決定了電子產品的品質和功效，而作為電容器核心材料的介電材料，其電學性能對于電容器乃至電子產品的性能，都是有著重要的影響的。

目前，常用的介電材料包括傳統的無機介電材料以及聚合物樹脂材料，這兩種材料都有著廣泛的應用。然而，由于無機介電材料擊穿強度較低，因而導致其應用受限；而聚合物樹脂材料雖然更易加工，且與有機電路板兼容性好，但其介電常數較低，同樣也限制了其使用范圍。

為了同時滿足高介電常數、耐擊穿，易加工等特性，將聚合物與無機介電材料復合而成的介電復合材料應運而生。而具有疊層/多層的介電復合材料，更是能夠表現出高介電常數、低介電損耗、高擊穿場強以及高儲能密度等優異特性。

現有方法中，多層高介電薄膜多采用流延或熱壓的方法制備，即通過一層一層材料澆筑形成疊層/多層介電復合材料，雖然所制備的介電復合材料性能較好，但制備工藝復雜，在制備過程中還需盡量避免高介電填料的沉降與團聚，操作復雜。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種介電儲能復合材料的制備方法，本發明方法具有工藝簡便，且材料層間差異小，擊穿場強高等優點。

本發明的第二目的在于提供一種介電儲能復合材料。

本發明的第三目的在于提供一種介電儲能復合材料的應用。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種介電儲能復合材料，所述介電儲能復合材料為三層結構，包括：上下兩層聚合物層，以及無機介電材料-聚合物復合層中間層；所述介電儲能復合材料由兩片雙層材料熱壓成型，其中，每片雙層材料均包括聚合物層以及無機介電材料-聚合物復合層。

優選的，本發明所述的介電儲能復合材料中，所述無機介電材料為納米無機介電材料；更優選的，所述納米無機介電材料包括：納米線、納米片，以及納米顆粒中的至少一種；更優選的，所述無機納米介電材料包括：鈦酸鋇，鈦酸鍶，鈦酸鍶鋇，以及二氧化鈦納米材料中的至少一種。

優選的，本發明所述的介電儲能復合材料中，上層聚合物層包括：聚偏氟乙烯，環氧樹脂，聚偏氟乙烯共聚物，聚丙烯，聚酯，聚脲以及聚酰亞胺層中的至少一種；和/或，下層聚合物層包括：聚偏氟乙烯，環氧樹脂，聚偏氟乙烯共聚物，聚丙烯，聚酯，聚脲以及聚酰亞胺層中的至少一種；更優選的，上層聚合物層與下層聚合物層的材料相同。

同時，本發明還提供了一種介電儲能復合材料的制備方法，包括：將含有無機介電材料和聚合物的溶液涂布于基板上，在震動條件下，使得無機介電材料沉降，然后加熱固化成型；將固化所得薄膜從基板上剝離，將兩塊薄膜以與基板接觸的一面為貼合面進行貼合，熱壓成型，得到夾心結構的介電儲能復合材料。

優選的，本發明所述制備方法中，還包括將無機介電材料進行表面修飾后，再分散于溶液中的步驟。