氨基納米氧化鎂添加在PP/Pi薄膜，有效提升能量密度、抗高溫?fù)舸?/h1>

時(shí)間：2024-09-18作者：杭州九朋新材料有限責(zé)任公司瀏覽：121

聚合物薄膜電容器作為一種儲能器件之一，具有易加工、成本低、充放電速度快、 循環(huán)壽命長等優(yōu)勢，常用于脈沖功率場景中，例如新能源汽車、新能源消納、航空航天等行業(yè)。然而，聚合物薄膜電容器高溫性能劣化嚴(yán)重，難以滿足實(shí)際工作的要求。

以商業(yè)電容器 BOPP為例，其儲能密度僅為2～3Jcm?3，同時(shí)可承受的溫度也在85℃以下。此外，眾多聚合物 在100℃時(shí)的擊穿強(qiáng)度相較于常溫?fù)舸?qiáng)度都出現(xiàn)了成倍衰減。

高溫在限制電介質(zhì)擊穿強(qiáng)度，降低電介質(zhì)電容器儲能密度的同時(shí)，還可能對聚合物的穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅，聚合物在高溫下甚至可能出現(xiàn)裂解進(jìn)而發(fā)生安全事故。

當(dāng)前常用的應(yīng)對方法是為聚合物電容器附加一套冷卻系統(tǒng)，但冷卻系統(tǒng)的引入無疑在增加投入成本的同時(shí)，增加了整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的質(zhì)量和 體積。因此，在利用聚合物薄膜電容器眾多優(yōu)勢的同時(shí)，還需要進(jìn)一步開發(fā)出高溫高擊穿場強(qiáng)、高儲能性能的聚合物薄膜電容器，從材料自身層面解決問題。

利用九朋氨基化納米氧化鎂CY-Mg30、均苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚的聚合反應(yīng)得到聚酰亞胺前驅(qū)體，前驅(qū)體經(jīng)過升溫促進(jìn)熱酰亞胺化，得到聚酰亞胺包覆的納米氧化鎂粒子。用聚丙烯摻雜聚酰亞胺包覆的納米氧化鎂粒子，得到聚酰亞胺包覆氧化鎂/聚丙烯納米復(fù)合電介質(zhì)干料，聚酰亞胺包覆氧化鎂納米粒子與聚丙烯的質(zhì)量比為（0.5~5）：100；將得到的聚酰亞胺包覆氧化鎂/聚丙烯納米復(fù)合電介質(zhì)干料熱壓成膜，得到聚酰亞胺包覆氧化鎂/聚丙烯納米電介質(zhì)薄膜。

（不同溫度和不同摻雜濃度下MgO@PI/PP較大儲能密度較純PP的比值圖；隨溫度的升高，MgO@PI/PP的儲能密度提升明顯，表明其高溫儲能性能優(yōu)異。）

摻雜聚酰亞胺包覆納米氧化鎂CY-Mg30的聚丙烯復(fù)合材料，能夠顯著提升擊穿場強(qiáng)。這是因?yàn)榫埘啺返慕殡姵?shù)位于氧化鎂和聚丙烯之間，所以聚酰亞胺殼層可以起到減緩納米氧化鎂粒子與聚丙烯之間的電場畸變，減少泄漏電流從而提高高溫下?lián)舸┬阅芎蛢δ苄阅?，克服純聚丙烯高溫下性能大幅劣化的弊端?/p>

通過適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整，該方法同樣可以制備出聚酰亞胺、聚醚酰亞胺和環(huán)氧樹脂等復(fù)合材料，因此納米氧化鎂CY-Mg30在納米復(fù)合電介質(zhì)制備技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

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