基于无芳香聚合物的全有机介电材料,具有分解自我愈合,用于高温电容储能
Jie Chen1, Zhantao Pei1, Yijie Liu1
1Shanghai Key Laboratory of Electrical Insulation and Thermal Ageing, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China.
一种新的无芳聚合物提供了卓越的高温能量存储. 这种先进的介电材料具有低导电性和出色的自我修复性,在苛刻的应用中性能优于当前的聚合物.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 高温介电聚合物对于可再生能源和电力运输中的储能至关重要.
- 具有芳香结构的常规聚合物提供热稳定性,但由于电子传输,其电绝缘性和自我愈合性较差.
- 需要介电材料,在不损害电气性能的情况下在高温下保持性能.
研究的目的:
- 开发一种无芳香的共聚物,用于高温电容储能.
- 研究该新型聚合物的电特性,热稳定性和自我修复能力.
- 评估这种共聚物在先进的储能应用中的潜力.
主要方法:
- 合成一种无芳香的多聚诺基基基联聚合物.
- 使用实验和计算方法 (密度函数理论) 描述电导率,带隙和跳跃导电距离.
- 评估放电密度,高温时的电荷-放电效率,以及电分解自愈特性.
主要成果:
- 这种无芳香共聚物在高温下表现出电导率比最先进的聚乙胺低两倍.
- 该材料表现出大带间隙 (4.64 eV) 和短跳跃导电距离 (0.63 nm),抑制高场电子激发.
- 实现了高放电密度 (3.73 J cm−3) 和电荷-放电效率 (95%在150°C),以及在高温下优异的电气故障自我修复.
结论:
- 开发的无芳香的多聚诺基基联聚合物为高温介电应用提供了一个有前途的替代方案.
- 它独特的结构在极端条件下提供了出色的电绝缘,高能量密度和自我愈合能力.
- 这种材料在压电电容器中具有很大的使用潜力,用于要求高的应用,包括可再生能源和脉冲动力系统.
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