多层结构三元复合聚丙烯薄膜储能密度提升

• 作者: 国江 许梦伊 李辉 黄想 林浩 姜胜宝 陈尚 陈程 中国电力科学研究院有限公司电网环境保护国家重点实验室
• 来源期刊: 绝缘材料
• 关键词: 聚丙烯 纳米电介质 多层结构 储能密度 电容器
• 年，卷（期）: 2024,（1）
• 页码范围: 40-45
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2024.01.006

摘要

将马来酸酐接枝聚丙烯与纳米ZrO2粒子共同构筑的三元复合聚丙烯薄膜作为外层，纯聚丙烯薄膜作为中间层，制备了不同纳米ZrO2含量的多层结构三元复合聚丙烯薄膜，并对复合薄膜的理化性能和电气性能进行了测试分析。结果表明：纳米ZrO2粒子在三元复合聚丙烯体系内具有良好的分散性，并且三元复合聚丙烯薄膜与纯聚丙烯薄膜之间的层间界面清晰。多层三元复合聚丙烯薄膜的结晶度相比单层纯聚丙烯薄膜显著提升。随着纳米ZrO2含量的增加，多层三元复合聚丙烯薄膜的介电常数提高，而直流电气强度则先上升后下降，在纳米ZrO2质量分数为1.0%时达到最大值(424.3 kV/mm)，相应的储能密度也达到最大值(2.14 J/cm3)，相比于纯聚丙烯薄膜分别提高了10.6%和31.3%，并且介质损耗因数保持在与纯聚丙烯薄膜相同的10-3水平。三元复合聚丙烯和层间界面能够共同抑制异极性空间电荷的迁移，进而有助于改善介质内部电场分布，提高电气强度，同时降低由于电子迁移产生的介质损耗。