【技术实现步骤摘要】
高温下高储能密度和高充放电效率的电容器薄膜制备方法
本专利技术涉及聚合物薄膜电容器领域，尤其涉及一种在高温下仍能够保持高储能密度和高充放电效率的电容器薄膜的制备方法。
技术介绍
电池作为一种传统的储能元件，具有较高的能量密度，但其工作原理决定了其放电速度受限，放电时的功率密度较低，相反，电容器具有极快的充放电速率(微秒级)和超高的功率密度(兆瓦每千克)，适用于许多需要输出脉冲功率的场合，例如电网调频、工业节能、关键医学设备、工业激光器、新能源汽车以及先进电磁武器等。常用的储能电容器有电解电容器，陶瓷电容器和薄膜电容器三种。铝电解电容器损耗大，寿命短，工作稳定性差，已经逐渐被市场所淘汰；陶瓷电容器是目前微电子等领域使用最为广泛的储能电容器之一，与薄膜电容器相比，陶瓷材料具有较高的介电常数，这有利于制造高能量密度的电容器，但其电器强度往往较低，限制了其储能能力。同时，其加工需要高温烧结，工艺复杂且柔韧性差，随着电子器件持续向小型化，轻量化，集成化，薄膜化的方向发展，轻便，易加工，柔韧性好的的聚合物薄膜电容器将成为未来储能电容器的主流。目前薄膜电容器已在电动汽车、风电、...
【技术保护点】
1.一种高温下高储能密度和高充放电效率的电容器薄膜制备方法，其特征在于：通过真空射频磁控溅射技术在聚合物电容器薄膜表面先后沉积高介电常数层和高绝缘性能薄层；利用高介电常数层具有高介电常数的特点以提高薄膜的等效介电常数，从而提高其能量密度。利用高绝缘性能薄层的宽能带隙，将其作为电荷阻挡层，从而有效抑制高温高电场作用下由于电极处的电荷注入而形成的泄漏电流，进而提高聚合物电容器薄膜在高温高电场作用下的充放电效率；最终达到同时提高聚合物电容器薄膜在高温下能量密度和充放电效率的目的。
【技术特征摘要】
1.一种高温下高储能密度和高充放电效率的电容器薄膜制备方法，其特征在于：通过真空射频磁控溅射技术在聚合物电容器薄膜表面先后沉积高介电常数层和高绝缘性能薄层；利用高介电常数层具有高介电常数的特点以提高薄膜的等效介电常数，从而提高其能量密度。利用高绝缘性能薄层的宽能带隙，将其作为电荷阻挡层，从而有效抑制高温高电场作用下由于电极处的电荷注入而形成的泄漏电流，进而提高聚合物电容器薄膜在高温高电场作用下的充放电效率；最终达到同时提高聚合物电容器薄膜在高温下能量密度和充放电效率的目的。2.根据权利要求1所述的高温下高储能密度和高充放电效率的电容器薄膜制备方法，其特征在于：所述真空射频磁控溅射技术为磁铁(1)产生螺旋磁场加速电子崩中的电子，电子在电场作用下飞向阳极的途中与氩原子发生碰撞，氩原子电离出新的电子与氩离子，飞向靶材的氩离子轰击固定于铜背靶(2)上的靶材(3)的表面，使靶材发生溅射，中性的靶材原子沉积在聚合物电容器薄膜表面。屏蔽罩(4)用于保护除靶材外的其他地方免受氩离子的轰击，基片台(5)在溅射过程中可以旋转，保证得到的薄膜厚度相对均匀，水冷装置用来保证溅射过程中靶材的温度不会升至过高而损坏靶材。3.根据权利要求2所述的高温下高储能密度和高充放电效率的电容器薄膜制备方法，其特征在于：所述真空射频磁控溅...
【专利技术属性】
技术研发人员：李琦，何金良，成桑，周垚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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