在薄膜电容器领域,开发高储能密度(U)和高放电能量效率(η)的聚合物复合电介质仍然是一大挑战.文中将银纳米粒子(AgNP)负载到钛酸钡(BT)纳米颗粒上,再将其表面改性制得被二氧化硅(SiO2)壳层包覆的负载AgNP的BT纳米填料(SiO2@Ag@BT).AgNP赋予材料较大的电位移,而绝缘的SiO2壳层充当缓冲层限制了漏电流,防止了材料的电击穿及空间电荷的渗透.当SiO2@Ag@BT质量分数为3％ 时,聚偏二氟乙烯(PVDF)纳米复合电介质的介电常数为10.0,介电损耗(tanδ)低至0.024,击穿场强为329 M V/m.在200 M V/m的电场下,与BT/PVDF相比,SiO2@Ag@BT/PVDF纳米复合电介质的储能密度提高了13.7％,达到2.72 J/cm3,且放电能量效率达到78.0％.经SiO2改性的含AgNP核-壳结构填料在低添加量下即可实现聚合物复合电介质储能密度的提高并保持高放电能量效率,这为设计新型聚合物电介质材料提供了一种简单而有效的思路.
聚偏二氟乙烯 银纳米粒子 核-壳结构 表面改性 储能密度