一种多层复合电介质及其制备方法技术

技术编号:40423404 阅读:17 留言:0更新日期:2024-02-20 22:43
本发明专利技术属于电介质电容器技术领域,具体涉及一种多层复合电介质及其制备方法,利用原子层沉积技术或等离子体增强原子层沉积技术,在聚合物基底上沉积无机金属氧化层,形成有机无机交替多层结构。本发明专利技术可以通过化学键合将无机层与有机层结合起来,建立牢固的键合界面,还可以将无机层的厚度精确控制在纳米水平,以形成具有优异柔韧性的稳定多层复合材料。本发明专利技术复合电介质提高了介电常数、击穿场强与工作温度,因此提高了储能密度。同时,由于有机层具有较高的韧性,而本发明专利技术中的无机层厚度超薄,不会对有机层的韧性造成影响,即超薄无机和有机电介质材料的多层堆叠可以确保机械柔性。本发明专利技术工艺简单,符合工业生产要求,具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电介质电容器,具体涉及一种多层复合电介质及其制备方法


技术介绍

1、随着经济的飞速发展,现如今对石油、天然气等不可再生资源的消费日益增加,从而导致这些传统化石能源的匮乏,因此开发和高效利用可再生能源已成为一项紧迫的任务。但新型可再生能源(如风能、太阳能、潮汐能等)存在发电不稳定等问题,所以迫切需要开发新型高效的性能优良的介质电容器将新能源发出来的电能高效利用以达到并网条件。同时,静电储能的电介质电容器具有最高的功率密度,这种特性使其具有超快的充放电速度,因此被广泛应用于新能源汽车、脉冲功率武器、电力传输等场合。

2、目前使用的商用电介质电容器的典型介质材料,例如双向拉伸聚丙烯(bopp),其储能密度较低,工作温度也较低。为了满足实际应用需求,不得不通过提高制造大体积的电容器来弥补此劣势。例如,在电力系统之中,尽管气体绝缘全封闭组合电器(gis)已经日益普及,但电容器仍占据了25%以上的体积占比。因此,这严重限制了储能系统的小型化发展。因此,急需提升电介质电容器的储能密度来实现储能系统的小型化、轻量化。


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【技术保护点】

1.一种多层复合电介质的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述聚合物基底为双向拉伸聚丙烯或聚酰亚胺。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述无机氧化物层中的氧化物为氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化铪、氧化锡中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述多层结构为TiO2-双向拉伸聚丙烯-TiO2三明治结构,聚酰亚胺-TiO2-聚酰亚胺三明治结构,聚酰亚胺-Al2O3-聚酰亚胺三明治结构,聚酰亚胺-TiO2多层循环交替结构,聚酰亚胺-Al2O3多层循环交替结构。

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【技术特征摘要】

1.一种多层复合电介质的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述聚合物基底为双向拉伸聚丙烯或聚酰亚胺。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述无机氧化物层中的氧化物为氧化钛、氧化铝、氧化硅、氧化铪、氧化锡中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述多层结构为tio2-双向拉伸聚丙烯-tio2三明治结构,聚酰亚胺-tio2-聚酰亚胺三明治结构,聚酰亚胺-al2o3-聚酰亚胺三明治结构,聚酰亚胺-tio2多层循环交替结构,聚酰亚胺-al2o3多层循环交替结构。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺时,前驱体为四氯化钛、碘化钛、四(二甲氨基)钛、四(乙基甲基胺基)钛、二氯二氢硅、硝酸钛、氯化铝、硝酸铪、三异丙醇铝、锡、四(二甲氨基)锡、四异丙醇钛、三甲基铝中的一种或多种;设置前驱体的温度为10-100℃;载气为氩气或氮气,通入时间为0.1-40s,扩散时间5-90s。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺时,反应物为氧气、臭氧、水、过氧化氢...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜显锋王睿郅梁仲帅
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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