新型高储能密度聚合物基绝缘材料

郑明胜 查俊伟 党智敏



新型高储能密度聚合物基绝缘材料

郑明胜1查俊伟1党智敏2

（1. 北京科技大学化学与生物工程学院 北京 100083 2. 清华大学电机系 北京 100084）

新型高储能密度聚合物基绝缘材料由于应用潜力巨大，在近些年来发展速度很快。本文简单介绍该材料的重要性，解释电介质材料的储能机理、介电常数、电位移、击穿场强与储能密度之间的关系，以及计算储能密度和充放电效率的方法，然后分别对聚合物电介质和复合电介质材料研究进展进行概述，重点讨论材料的制备策略、加工工艺、微观/宏观机理分析和性能表征，并在文章最后对高储能密度聚合物基绝缘材料进行总结和展望。

介电常数 击穿场强 储能密度 电介质

0 引言

随着科学技术的发展，电气和电子设备越来越多，人类的生活需要海量的电能并对其的使用质量要求越来越高，同时随着化石能源的日渐消耗，开发新能源成为必然的选择，然而自然中存储丰富的新能源，例如风能、太阳能、潮汐能等，这些新能源具有分散程度高、不稳定、间歇性等缺点，成为它们被充分利用的障碍，发电厂中常用的大型电能存储技术（比如飞轮储能、抽水储能、超导电磁储能等）显然难以应用，因此发展更高效便捷的电能储存技术势在必行。日常生活中常用的电池由于本质上是将电能储存为化学能，因此难以克服功率密度小的缺点，无法应用到需要快速充放电领域[1]。超级电容器具有较高的功率密度和能量密度，但是受限于电解质的化学稳定性和电化学稳定性，工作电压一般不超过3.0V，工作温度也较低，难以在高电压、高温等特殊环境下应用[2]。……