Wide-bandgap fluorides/polyimide composites with enhanced energy storage properties at high temperatures

材料科学 电介质 复合材料 纳米颗粒 介电常数 聚酰亚胺 电容器 储能 聚合物 聚丙烯 带隙 光电子学 电压 电气工程 纳米技术 功率(物理) 工程类 物理 量子力学 图层(电子)
作者
Liuting Li,Jiufeng Dong,Renchao Hu,Xianqiang Chen,Yujuan Niu,Hong Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:435: 135059-135059 被引量:65
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.135059
摘要

In advanced electronics and electrical power systems, polymer dielectric capacitors are favored for their high power density and great reliability. However, the low energy density at high temperatures constrains their use in emerging applications. To address this vital issue, herein, a novel calcium fluoride (CaF2) nanoparticle with a wide bandgap (∼12.1 eV) and moderate permittivity (∼10.0) is prepared by a simple direct precipitation method and then introduced into the polyimide (PI) matrix. The incorporation of the CaF2 nanoparticles increases the permittivity and reduces conduction loss simultaneously. Consequently, at 150 ℃, the PI film with 3 vol% CaF2 exhibits enhanced discharged energy density and breakdown field of 2.68 J cm−3 and 455.4 MV m−1, respectively. Besides, the composite shows a higher power density of 0.36 MW cm−3 and a faster discharge speed of 2.09 μs at 150 ℃ than that 2.93 μs of biaxially oriented polypropylene (BOPP) measured at 85 ℃. Notably, CaF2 nanofiller, as a deep trap, captures injected charges and alleviates the local electric distortion, as revealed by finite element simulation and thermally stimulated discharge current (TSDC) measurement. This work proposes a novel fluoride nanofiller to rationalize the energy storage improvement of high-temperature composites with potential wide application.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
权志龙发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
张大恒完成签到,获得积分10
3秒前
ilaehdlio完成签到,获得积分10
3秒前
晴天完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
ZTX发布了新的文献求助10
4秒前
激情的小懒虫完成签到,获得积分10
4秒前
充电宝应助yang采纳,获得10
4秒前
5秒前
共享精神应助派大星采纳,获得10
5秒前
拜拜拜发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
9秒前
希望天下0贩的0应助ting采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
警羽之翼发布了新的文献求助10
10秒前
少少少发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
ooo完成签到 ,获得积分20
11秒前
檀恋爱关注了科研通微信公众号
11秒前
不敢装睡发布了新的文献求助30
12秒前
丘比特应助权志龙采纳,获得10
13秒前
君莫笑发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
萧衍发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
CodeCraft应助舒适乐安采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
滴答滴完成签到 ,获得积分10
17秒前
游一发布了新的文献求助10
17秒前
派大星发布了新的文献求助10
19秒前
可靠冰凡发布了新的文献求助10
19秒前
完美世界应助小憩采纳,获得10
20秒前
20秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
Current Perspectives on Generative SLA - Processing, Influence, and Interfaces 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3992518
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3533486
关于积分的说明 11262567
捐赠科研通 3273054
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1805922
邀请新用户注册赠送积分活动 882858
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809496