电介质电容器用聚合物基储能材料研究综述

吴奇峰

（哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨，150000）

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随着日益增加的能源需求与日益枯竭的化石能源，近年来风能、太阳能等清洁能源发展迅猛，但由于季节、天气等限制因素，发电量并不稳定，进而需要大量储能设备各行业对于能源储存能力的要求也逐渐提高。。此外，一些新兴产业如电动汽车更是直接刺激了储能技术的发展。储能设备的研究领域需要研究人员更加关注材料的储能密度，设备的使用寿命和稳定性。

目前的储能方式主要有可充电电池、超级电容器、电介质储能等。可充电电池能量密度高，但是其对环境的污染较大，电池中污染较小的是锂电池，但其缺点在于成本过高[1]，因此对于高储能要求行业不易实现大范围应用；超级电容器的介电常数很高，并且可以实现快速充放电，但由于其电介质耐压低，限制了其的大范围发展；电介质电容器功率密度很高，对环境也较为友好，因此在高压直流输电与新能源汽车等方面有所应用。现阶段商用电介质的储能密度在10-2～10-1W·h/kg范围，远低于电池的储能密度（10～300W·h/kg）[2]，因此如何能够把电介质储能大幅提升成为了亟待解决的问题。

当前，较为常用的聚合物电介质材料有聚偏氟乙烯(PVDF) 、聚醚醚酮(PEEK)、双向拉伸聚乙烯(BOPP)等以及以钛酸钡为代表的陶瓷材料等,其中双向拉伸聚乙烯（BOPP），介电损耗极低，已经实现商用且成为应用最广泛的电介质材料[3]。与陶瓷材料相比，聚合物成本更低，柔韧性更好，但其介电常数则相对较小，因此研究人员加强了对聚合物以及电介质储能材料的研究,以求提升电介质储能密度。……