Dithioester-terminated copolymers with simultaneous high dielectric constant and breakdown strength for energy storage

电介质 材料科学 共聚物 聚合物 高-κ电介质 聚合 化学物理 介电强度 极化(电化学) 高分子化学 光电子学 复合材料 化学 物理化学
作者
Yang Feng,Mingru Li,Kai Shang,Huan Niu,Guanghao Qu,Guanghao Lu,Shengtao Li
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:122 (12) 被引量:8
标识
DOI:10.1063/5.0144585
摘要

High-energy storable polymer dielectrics are highly desirable and applicable for compact and efficient power electronic devices. However, existing polymer dielectrics suffer from either a low dielectric constant or a low breakdown strength and exhibit an extremely low energy density. Here, the reversible addition−fragmentation chain transfer polymerization and polyaddition polymerization techniques are combined to create a dithioester-terminated polythiourea (PTU)-based copolymer dielectric with an extraordinarily high energy density of 10.7 J/cm3. The end-group functionalized copolymer significantly increases the dielectric constant from 6.0 to 7.6, which enhances the breakdown strength from 264 to 563 MV/m. The theoretical analysis from the proton nuclear magnetic resonance, atomic force microscope (AFM), and the dynamics of the polarization behaviors demonstrates conformational transitions between the two distinct trans/trans and cis/trans thioureas, along with the formation of polar PTU nanoregions. These result in a flexible polarization reorientation process and increased dielectric constant. Meanwhile, the density functional theory calculations for the electronic structures of the block copolymers indicate that the excellent breakdown strength of the end-group functionalized copolymer is attributed to strong charge trapping from the unique dithioesters. This work proposes a strategy to achieve a simultaneous high dielectric constant and breakdown strength toward excellent energy storage performances by end-group functionalization and composition modifications.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Perion完成签到 ,获得积分10
刚刚
怡然的尔曼完成签到,获得积分10
1秒前
丫丫完成签到 ,获得积分10
3秒前
一步一步发布了新的文献求助10
3秒前
坤wkl发布了新的文献求助10
3秒前
Chensq发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
荷西完成签到,获得积分10
5秒前
后周寒生完成签到,获得积分10
6秒前
9秒前
10秒前
10秒前
万能图书馆应助一步一步采纳,获得10
10秒前
浮三白发布了新的文献求助10
10秒前
melon完成签到,获得积分10
12秒前
菜菜完成签到,获得积分10
15秒前
ChiHiRo9Q完成签到,获得积分10
15秒前
深情安青应助阿波罗采纳,获得10
15秒前
15秒前
冯家乐应助Zetlynn采纳,获得30
17秒前
sdh完成签到,获得积分10
18秒前
凯凯完成签到,获得积分10
18秒前
NexusExplorer应助dd采纳,获得10
19秒前
大咸鱼完成签到,获得积分10
19秒前
Tonald Yang发布了新的文献求助10
19秒前
vv完成签到,获得积分10
20秒前
一个左正蹬完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
曲珍完成签到,获得积分10
22秒前
文小杰完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
coco完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
杲子完成签到,获得积分10
27秒前
张千完成签到,获得积分10
27秒前
虚心的函完成签到,获得积分20
29秒前
29秒前
云枫残梦关注了科研通微信公众号
30秒前
dd发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
Mesopotamian Divination Texts: Conversing with the Gods 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3289519
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2926462
关于积分的说明 8427481
捐赠科研通 2597713
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1417317
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 659669
邀请新用户注册赠送积分活动 642133