一种高能量密度三明治结构柔性复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高能量密度三明治结构柔性复合材料及其制备方法，复合材料包括依次叠加的三层基板，其中，位于外侧的两块基板包括聚合物板以及填充在聚合物板内部的二维材料，所述二维材料的填充体积分数为1％～13％，中间的基板为空白聚合物板，所述聚合物板和空白聚合物板采用的材料为聚偏氟乙烯及其共聚物；该复合材料通过层层流延技术制得。与现有技术相比，本发明专利技术利用不同层间的介电特性差异有效的调控电场从而改善该复合材料的介电常数和击穿场强，并最终提高储能密度；且本发明专利技术工艺流程简单，所需原材料简单易加工，具有制备周期短、可重复性高、可量产等优点。

High energy density sandwich structure flexible composite material and preparation method thereof

The invention relates to a sandwich structure of high energy density flexible composite material and a preparation method thereof, 3 layer substrate, which comprises composite overlay, a substrate located outside the plate and comprises a polymer material filled in the two-dimensional polymer plate inside the volume fraction of the filler of the two-dimensional material is 1% ~ 13%, the middle of the the substrate is blank polymer plate, the polymer plate and blank polymer plate used in material polyvinylidene fluoride and its copolymer; the composite material prepared by layers of casting technology. Compared with the prior art, the invention uses so as to improve the composite dielectric constant and electric breakdown strength regulation difference in dielectric properties between different layers effectively, and ultimately improve the energy density; and the invention has the advantages of simple process, raw materials for easy processing, has the advantages of short cycle, the preparation can be repeated high volume production, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种高能量密度三明治结构柔性复合材料及其制备方法
本专利技术涉及功能材料
，具体涉及一种高能量密度三明治结构柔性复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着传统能源的枯竭和环境污染问题的日益突出，能源和环境问题已经成为当代社会亟待解决的问题。高储能密度电容器的开发与应用作为提高能源的使用效率和降低环境污染重要手段，已经引起人们的广泛重视。与电化学储能器件(如：电池、超级电容器)相比，电介质电容器具有放电功率大、利用效率高、充放电速度快、性能稳定的全固态结构等优点。电介质电容器在太阳能发电、风力发电、智能电网并网系统、电力传输系统、混合动力汽车等新能源领域以及心脏起搏器、高频脉冲电源等领域都起到越来越重要的角色，有着不可替代的作用。但是由于传统电介质电容器的体积能量密度较低，极大的限制了其应用范围，已经远远不能满足市场需求。因此高能量密度电容器研究已成为当前研究的热点课题之一。传统电介质电容器的体积能量密度较低，极大地限制了其应用范围。例如在高介电复合材料在电子元器件储能方面的应用，对材料要求具有高的介电常数、高的击穿场强。众所周知，压电陶瓷具有高的介电常数，其韧性、击穿场强较低；聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高能量密度三明治结构柔性复合材料，其特征在于，该复合材料包括依次叠加的三层基板，其中，位于外侧的两块基板包括聚合物板以及填充在聚合物板内部的二维材料，所述二维材料的填充体积分数为1％～13％，中间的基板为空白聚合物板，所述聚合物板和空白聚合物板采用的材料为聚偏氟乙烯及其共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种高能量密度三明治结构柔性复合材料，其特征在于，该复合材料包括依次叠加的三层基板，其中，位于外侧的两块基板包括聚合物板以及填充在聚合物板内部的二维材料，所述二维材料的填充体积分数为1％～13％，中间的基板为空白聚合物板，所述聚合物板和空白聚合物板采用的材料为聚偏氟乙烯及其共聚物。2.根据权利要求1所述的一种高能量密度三明治结构柔性复合材料，其特征在于，所述的二维材料包括钛酸铋钠、铌酸钠、钛酸钡或钛酸锶中的一种。3.根据权利要求1所述的一种高能量密度三明治结构柔性复合材料，其特征在于，所述二维材料的长度为2～8μm，二维材料的厚度为0.1～0.8μm。4.根据权利要求1所述的一种高能量密度三明治结构柔性复合材料，其特征在于，所述聚合物板和空白聚合物板采用的材料包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯或聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种。5.根据权利要求1所述的一种高能量密度三明治结构柔性复合材料，其特征在于，位于外侧的两块所述基板的厚度占所述复合材料总厚度的15％～35％。6.一种如权利要求1～5任一所述高能量密度三明治结构柔性复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二维材料溶于溶剂中，超声、搅拌，形成悬浊液；(2)将聚合物分别加...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟继卫，潘仲彬，沈波，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31