半互穿网络结构提升聚偏氟乙烯基材料储能温度稳定性.pdfVIP

第50卷第6期：2374-2381高电压技术Vol.50,No.6:2374-2381

2024年6月30日HighVoltageEngineeringJune30,2024

DOI:10.13336/j.1003-6520.hve2024年6月30日第50卷June

半互穿网络结构提升聚偏氟乙烯基材料储能

温度稳定性

刘泳斌，徐雅婷，吴明，高景晖，钟力生

710049

（西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室，西安）

摘要：随着新能源汽车和油气勘探等高温环境对电储能器件的需求迅速增长，对储能电容器的小型化与高温化

要求越来越高。常见的极性介质材料能够实现高储能密度特性，但是随着温度的升高其介电性能严重降低；而常

见的高温聚合物，虽然高温介电性能温度稳定性良好，但是极化响应较低。为此研究了利用半互穿交联聚合物共

混方法，在具有高介电性能的聚偏氟乙烯中引入具有高玻璃化转变温度与高击穿强度的聚甲基丙烯酸酯，构建互

穿交联网络结构协同提高储能性能及其温度稳定性。通过差示扫描量热法和X射线衍射结果发现形成的半互穿交

联聚合物无定形区温度稳定性随聚甲基丙烯酸酯含量增加而增强。获得的最优组分在30~120℃范围内同一电场

强度下的储能密度与效率控制在6.9~7.6J/cm3与81%~59.7%，储能密度随温度的相对变化率在11.2%，高于大部

分铁电聚合物。

关键词：储能聚合物；互穿网络；共混；温度稳定性；聚偏氟乙烯

EnhancedTemperatureStabilityofEnergyStoragePerformanceinSemi-interpenetrating

CrosslinkedPVDF-blends

LIUYongbin,XUYating,WUMing,GAOJinghui,ZHONGLisheng

(StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049,China)

Abstract：Withtheadvancementofscienceandtechnology,energystoragecapacitorsaregraduallydevelopingtowards

miniaturizationandhightemperature,especiallyinelectricalenergyvehicles,oilandgasexplorationandotherfields.

However,asthetemperatureincreases,thedielectricpropertiesofpolardielectricmaterialsthatcanachievehighenergy

storagecharacteristicsareseverelyreduced,sotheycannotbeusedinhightemperatureenvironments.High-temperature

polymers