基于层状二维纳米材料的聚合物介电薄膜中的高能量密度
应用物理
2024-01-09 v3 材料科学
摘要
介电电容器是电子设备和储能器件中的关键组件。聚合物基介电电容器具有柔性、快速充放电、低损耗和失效温和等优势。然而，要将聚合物介电电容器用于电动汽车(EVs)等先进能源应用，需要显著提升其能量密度。在此，我们报道了一种基于聚合物薄膜异质结构的电容器，其由聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯与层状二维纳米填料(云母或六方氮化硼纳米片)(PVDF/PMMA-2D填料/PVDF)构成，该电容器表现出增强的介电常数、高介电强度以及75 J/cm3的超高能量密度，效率超过79%。密度泛函理论计算验证了所观察到的介电常数增强现象。这种使用取向二维纳米填料基聚合物异质结构复合材料的方法，有望普遍适用于设计面向众多应用的高能量密度薄膜聚合物介电电容器。
引用
@article{arxiv.2303.06072,
title = {High Energy Density in layered 2D Nanomaterial based Polymer Dielectric Films},
author = {Maninderjeet Singh and Priyanka Das and Pabitra Narayan Samanta and Sumit Bera and Ruskshan Tanthirige and Brian Shook and Roshanak Nejat and Banarji Behera and Qiqi Zhang and Qilin Dai and Avijit Pramanik and Paresh Ray and Dharmaraj Raghavan and Jerzy Leszczysnki and Alamgir Karim and Nihar R. Pradhan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.06072},
year = {2024}
}