[發明專利]一種全有機復合電介質的制備及儲能性能優化方法

在審

• 申請號: 202110689489.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113402748A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 張月;李森;遲慶國;張昌海;王暄
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/08;C08L81/06;C08L1/28;C08L3/08;H01G4/18
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1.一種全有機復合電介質的制備及儲能性能優化方法，其特征在于所述一種利用聚偏氟乙烯基體，分別與聚酰亞胺(PI)、聚醚砜(PESU)、氰乙基纖維素(CR-C)、氰乙基支鏈淀粉(CR-S)等有機聚合物共混，制備成全有機電介質。

2.根據權利要求1所述一種全有機復合電介質的制備及儲能性能優化方法，其特征在于所引入的各有機聚合物占聚偏氟乙烯基電介質總質量分數的5wt.％。

3.根據權利要求2所述一種全有機復合電介質的制備及儲能性能優化方法，其特征在于，復合薄膜的厚度在9～18μm。

4.根據權利要求1-3所述一種全有機復合電介質的制備及儲能性能優化方法，其特征在于所述制備方法步驟如下：

步驟一：

取一定量的PI、PESU、CR-C、CR-S，置于塑封袋中，在鼓風干燥箱中一定溫度烘烤一段時間，隨后分別稱取等質量的聚偏氟乙烯粉末，將其溶解在一定量的N-N二甲基甲酰胺溶液中，將其在適當溫度下磁力攪拌至粉末分散均勻。待聚偏氟乙烯溶解均勻，分別加入PI、PESU、CR-C、CR-S，繼續攪拌一段時間得到共混的全有機前驅體溶液；

步驟二：

將步驟一中所得前驅體溶液放入真空干燥箱中，設定好溫度和時間抽取真空，靜置若干小時，待前驅體溶液中氣泡析出完全后取出膠體備用；

步驟三：

刮涂法制備全有機復合介質濕膜，將洗凈的玻璃板放置在自動涂膜機上，調平刮刀，確定刮刀的回轉格數，通過調節自動涂膜機推進速率，以及推進位置，將刮涂法制備的濕膜置于鼓風干燥箱內適宜溫度下烘干熱處理若干小時；

步驟四：

采用熱壓和淬火工藝，對不同的全有機復合介質薄膜進行熱壓，進行梯度升溫熱壓處理：第一階段熱壓溫度一定，在適宜壓力下保壓；第二階段進行卸壓排氣泡處理，最后通過水冷裝置將復合薄膜的溫度迅速降至室溫，在一定壓力下保壓獲得厚度適宜、均勻致密的全有機復合介質。

5.根據權利要求4所述一種全有機復合電介質的制備及儲能性能優化方法，其特征在于步驟四所述采用熱壓工藝，將全有機復合薄膜置于熱壓模板中，經過熱壓處理，進行梯度升溫熱壓處理：第一階段熱壓溫度100～110℃，在1～5MPa下保壓15～20min；第二階段進行卸壓排氣泡處理，第三階段熱壓溫度140～160℃，在15～20MPa下保壓15～20min。最后通過水冷裝置將復合薄膜的溫度迅速降至室溫，在在1～5MPa下保壓1～5min獲得致密的全有機復合介質，厚度約為10～20μm。

6.根據權利要求5所述一種全有機復合電介質的制備及儲能性能優化方法，其特征在于：所述純PVDF擊穿強度范圍在330kV/mm～440kV/mm，向PVDF中引入5wt.％PI，PI/PVDF復合介質擊穿強度范圍在330kV/mm～470kV/mm；引入5wt.％PESU，PESU/PVDF復合介質擊穿強度范圍在310kV/mm～490kV/mm；引入5wt.％CR-C，CR-C/PVDF復合介質擊穿強度范圍在200kV/mm～300kV/mm；引入5wt.％CR-S，CR-S/PVDF復合介質擊穿強度范圍在330kV/mm～500kV/mm。