Все полимерные диэлектрические пленки для получения пленочных конденсаторов с высокой плотностью энергии путем смешивания поли (винилиденфторид-трифторэтилен-хлорфторэтилен) с ароматической политиомочевиной

Введение

Пленочные диэлектрические конденсаторы с высокой плотностью энергии, низкими диэлектрическими потерями и высоким КПД необходимы для компактных и надежных систем питания [1,2,3,4,5,6,7]. Среди доступных технологий хранения электроэнергии пленочные диэлектрические конденсаторы имеют самую высокую плотность мощности из-за их сверхбыстрой зарядки и разрядки [8, 9]. Диэлектрические материалы для накопления энергии играют жизненно важную роль в диэлектрических пленочных конденсаторах, характеристики диэлектрических пленок определяют большую часть характеристик конденсаторов и создания высокой плотности энергии, а диэлектрические пленки с низкими диэлектрическими потерями привлекают наибольшее внимание в соответствующих исследованиях. Однако существующие в настоящее время диэлектрические материалы остаются перед дилеммами с высокой плотностью энергии и эффективностью. Обычно полимеры имеют высокую напряженность поля пробоя, но низкую диэлектрическую проницаемость [10, 11]. Плотность энергии биаксиально ориентированного полипропилена (БОПП), широко используемого сегодня линейного диэлектрического полимера, составляет всего 1,2 Дж / см ³ , что далеко от нужд практического применения. Хорошо известно, что керамические материалы обладают высокой диэлектрической проницаемостью, но напряженность поля пробоя очень мала, а процесс изготовления сложен. Уже распространено заполнение неорганических наноматериалов с высокой диэлектрической проницаемостью в органических полимерах для получения диэлектриков с высокой плотностью энергии. Однако во многих случаях рекомбинация двух материалов приводит к агрегации и межфазной адгезии из-за разницы в совместимости между двумя ингредиентами, что приводит к высоким диэлектрическим потерям. Для этого необходимо найти новые диэлектрические материалы и разработать их для дальнейшего увеличения плотности энергии пленок и связанных с ними устройств.

По сравнению с неорганическими материалами, полимеры являются привлекательными материалами, которые могут использоваться в качестве диэлектриков [12,13,14] из-за их простой технологии обработки и небольшой плотности, что позволяет получать легкие и гибкие пленки. В качестве полимерных диэлектриков поливинилиденфторид (ПВДФ) и его сополимеры широко изучались для применения в конденсаторах из-за их высокого поля пробоя и диэлектрической проницаемости [15,16,17,18,19]. Высокий дипольный момент связи C – F дает полимер на основе ПВДФ с более высокой диэлектрической проницаемостью. К сожалению, высокая остаточная поляризация и большие гистерезисные потери ПВДФ и его сополимеров ограничивают их применение в диэлектрических материалах в конденсаторах. Одним из способов решения этой проблемы является создание релаксированного сегнетоэлектрического полимера с пониженным гистерезисом путем включения структурных дефектов в матрицу PVDF. Например, хлорфторэтилен (CFE) вводится в поливинилиденфторид-трифторэтилен (PVDF-TrFE) с образованием поливинилиденфторида-трифторэтилена-хлорфторэтилена (PVDF-TrFE-CFE), узкой петли гистерезиса и высокой диэлектрической проницаемости. соблюдаются [20, 21]. Однако терполимеры ПВДФ демонстрируют высокие диэлектрические потери в сильном электрическом поле [22].

В последние годы линейные диэлектрические полимеры с полярными группами используются в качестве высокоэффективных полимерных диэлектриков из-за высокой напряженности поля пробоя и эффективности разряда. Что еще более важно, многочисленные линейные диэлектрические полимеры с различными полярными группами могут быть разработаны в соответствии с расчетом из первого принципа для различных приложений [23]. Среди этих полимеров ароматическая политиомочевина (ArPTU) была описана как новый линейный диэлектрический полимер с высокой напряженностью поля пробоя (1,0 ГВ / м) и высокой эффективностью заряда и разряда (90% при 1,1 ГВ / м) [24, 25]. Пленки ароматических полимеров по-прежнему демонстрируют линейный диэлектрический отклик в сильных электрических полях. В отличие от других неполярных полимеров, беспорядочная дипольная и аморфная структура стеклянной фазы полярных групп в ArPTU может действовать как ловушка, значительно увеличивая рассеяние носителей, тем самым значительно снижая потери проводимости при высоком электрическом поле. Однако ArPTU является хрупким из-за жестких ароматических групп, что делает его непригодным для подготовки пленки большой площади для применения в диэлектрических пленочных конденсаторах, особенно в устройствах, основанных на обработке рулонов. Что касается способа приготовления пленки, то для возможной подготовки диэлектрического слоя появляются новые методы, такие как 3D-печать [26, 27]. Однако перед применением в процессе производства пленок, особенно для композитных диэлектриков большой площади, его необходимо усовершенствовать.

В этой статье для решения этих проблем был изучен полностью органический диэлектрический материал PVDF-TrFE-CFE / ArPTU для достижения как высокой плотности энергии, так и эффективности. До процесса компаундирования влияние молекулярной массы на характеристики ArPTU было подробно исследовано, чтобы обеспечить хороший синергетический эффект между двумя полимерами, и это дало бы более ценные инструкции по созданию высокоэффективных и полностью органических диэлектриков на основе линейных диэлектриков. материалы. Затем, путем смешивания небольшого количества ArPTU с матрицей PVDF-TrFE-CFE, был использован простой метод литья из раствора для получения композитных пленок большой площади и композитных диэлектрических пленок с высокой плотностью энергии и эффективностью. В частности, этот композитный полимер прост в обработке, легче по весу и дешевле [28,29,30], что указывает на многообещающее будущее в качестве высокоэффективных диэлектрических конденсаторов и аккумуляторов энергии.

Материалы и методы

Материалы

PVDF-TrFE-CFE 63,2 / 29,7 / 7,1 (мол.%) Был приобретен у Piezotech (Франция). 4,4'-Дифенилметандиамин (MDA) был приобретен у Aladdin (Шанхай, Китай) и p -фенилендиизотиоцианат (PDTC) был приобретен у Acros (Бельгия). N -Метилпирролидон (NMP) был поставлен Chengdu Kelong Chemical Company.

Синтез политиомочевины и подготовка пленки

ArPTU был синтезирован по реакции поликонденсации. 1,922 г (0,01 моль) PDTC и 1,982 г (0,01 моль) MDA добавляли в трехгорлую круглодонную колбу, предварительно загруженную 40 мл растворителя NMP в атмосфере N ₂ . Атмосфера. После реакции при комнатной температуре в течение 6 ч его промывали метанолом 3–5 раз, а затем сушили в вакуумном сушильном шкафу при 60 ° C в течение 12 ч с получением политиомочевины. Контролируя соотношение двух мономеров синтетической политиомочевины, можно получить три политиомочевины с разной молекулярной массой:A, B и C.

Композитные пленки PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различными пропорциями были приготовлены методом литья из раствора. Сначала предварительно рассчитанную массу ArPTU и PVDF-TrFE-CFE отдельно растворяли в растворителе NMP с образованием соответствующего раствора и перемешивали при комнатной температуре в течение 4 часов. Затем растворы с различным массовым соотношением отдельно смешивали с раствором, приготовленным на предыдущем этапе, и N ₂ загружали, чтобы избежать образования пузырьков во время перемешивания, и перемешивали при комнатной температуре в течение 6 часов. Пленка однородной толщины была сформирована методом литья из раствора на пластину из чистого кварцевого стекла, а композитные пленки были получены сушкой в ​​вакууме при 60 ° C в течение 12 часов.

Проверка электрических характеристик

Униполярные петли гистерезиса поляризация-электрическое поле диэлектрических полимерных пленок были получены с использованием Precision Multiferroic (Radiant), оснащенного усилителем на 4000 В, при комнатной температуре и частоте 10 Гц. Эффективность цикла заряда-разряда в зависимости от приложенного поля определялась отношением разряженной энергии к накопленной электрической энергии. Диэлектрическую проницаемость и потери диэлектрических полимерных пленок измеряли в диапазоне от 100 Гц до 1 МГц при комнатной температуре с помощью анализатора импеданса (Agilent 4294A). Напряженность поля пробоя диэлектрических полимерных пленок измерялась тестером сопротивления изоляции выдерживаемым напряжением переменного и постоянного тока (TH9201) при комнатной температуре. Прочность композитных пленок на разрыв определялась статистикой распределения Вейбулла.

Характеристика материалов

Растровый электронный микроскоп (SEM, Hitachi S-4800) использовался для наблюдения за морфологией поверхности диэлектрических полимерных пленок. Кривые инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) диэлектрических полимерных пленок наблюдались с помощью FTIR-спектрометра (8400S, Shimadzu) в диапазоне от 400 до 4000 см ^-1 . Картины дифракции рентгеновских лучей (XRD) диэлектрических полимерных пленок регистрировали с помощью порошкового рентгеновского дифрактометра (X’Pert Pro, Panalytical) с использованием излучения Cu Kα.

Результаты и обсуждения

Диэлектрические свойства пленок ArPTU с разной молекулярной массой

Молекулярный вес явно влияет на физические характеристики ArPTU, особенно на диэлектрические характеристики и технологичность. Контролируя условия реакции поликонденсации, особенно соотношение двух мономеров, были синтезированы ArPTU с разной молекулярной массой, как показано в таблице 1 (A, B и C представляют собой политиомочевины, синтезированные при молярном соотношении PDTC / MDA (1/1). , PDTC / MDA (0,95 / 1) и PDTC / MDA (1,05 / 1)). Регулируя молярное соотношение двух мономеров MDA и PDTC, средневесовая молекулярная масса и среднечисловая молекулярная масса трех ArPTU последовательно уменьшались в порядке A> B> C. На рисунке 1 показаны диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери различных молекул. вес пленок АрПТУ как функция частоты. Видно, что диэлектрическая проницаемость пленок ArPTU разной молекулярной массы уменьшается с увеличением частоты. Это связано с тем, что молекула ArPTU имеет полярную группу - тиомочевину, а диполи, изменяющие поляризацию в молекулах, вносят большой вклад в диэлектрическую проницаемость. С увеличением тестовой частоты вклад управляющей поляризации диполя уменьшается [31]. Скорость поворота диполя не успевает за изменением электрического поля, особенно на высокой частоте, в результате чего диэлектрическая проницаемость уменьшается с увеличением частоты испытаний.

Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери пленок ArPTU с разной молекулярной массой (A, B и C представляют собой политиомочевины, синтезированные при молярном соотношении PDTC / MDA (1/1), PDTC / MDA (0,95 / 1) и PDTC / MDA (1,05)). / 1))

При испытательной частоте 1000 Гц диэлектрическая проницаемость пленок ArPTU с разной молекулярной массой уменьшается в порядке A (4,55)> B (4,15)> C (4,10), что согласуется с порядком молекулярной массы трех пленок ArPTU. . Причина этого явления может быть связана с согласованной ориентацией диполя межзеренного пограничного слоя ArPTU в полимерах с большой молекулярной массой [32, 33]. В этой молекулярной структуре молекулярный сегмент межзеренного пограничного слоя ArPTU не только поддерживает характеристики выравнивания молекул кристаллической области, но также не ограничивается сеткой решетки. Следовательно, в пленках ArPTU, чем выше объемная доля межзеренного пограничного слоя, тем выше диэлектрическая проницаемость. Пленка ArPTU с высоким молекулярным весом, содержащая больше длинноцепочечных молекул и межзеренный пограничный слой, также будет занимать больший объем, что приведет к более высокой диэлектрической проницаемости.

Как показано на (рис. 1), диэлектрические потери пленок ArPTU с разной молекулярной массой сначала снижаются, а затем увеличиваются с увеличением частоты испытаний. В области 100–10 000 Гц проводимость ионов постоянного тока уменьшается с увеличением испытательной частоты, что приводит к уменьшению диэлектрических потерь. Когда частота испытания выше 10 000 Гц, релаксация диполя вызывает увеличение диэлектрических потерь с увеличением частоты испытания [34]. Очевидно, что кривые диэлектрических потерь трех образцов не сильно различаются, но есть лишь небольшая разница в высокочастотной области. Другими словами, молекулярная масса ArPTU мало влияет на диэлектрические потери пленок ArPTU.

Эффективность заряда-разряда пленок ArPTU с разной молекулярной массой можно рассчитать путем измерения петель гистерезиса униполярной поляризации и электрического поля, как показано на (рис. 2). Эффективность заряда-разряда уменьшается с увеличением приложенного электрического поля. По сравнению с пленкой ArPTU с высокой молекулярной массой, эффективность заряда-разряда пленки ArPTU с низкой молекулярной массой снижается медленнее. Под действием электрического поля 2000 кВ / см эффективность заряда-разряда пленок ArPTU с разной молекулярной массой увеличивалась в следующем порядке:A (83,35%)

Эффективность заряда-разряда для пленок ArPTU с разной молекулярной массой (A, B и C представляют собой политиомочевины, синтезированные при молярном соотношении PDTC / MDA (1/1), PDTC / MDA (0,95 / 1) и PDTC / MDA (1,05 / 1))

На рис. 3 представлены XRD-кривые пленок ArPTU с разной молекулярной массой. Пленки ArPTU с разной молекулярной массой имеют относительно широкие пики дифракции рентгеновских лучей при 2θ ≅ 22 °, и их интенсивность уменьшается с увеличением молекулярной массы. Это связано с тем, что ArPTU имеет аморфную структуру, а пленка ArPTU с более высокой молекулярной массой содержит больше длинноцепочечных молекул, что приводит к большей аморфной области. Соответственно, кристалличность полимерных пленок снижается, что приводит к ослаблению дифракционного пика [35, 36].

Кривые XRD пленок ArPTU с разной молекулярной массой (A, B и C представляют собой политиомочевины, синтезированные при молярном соотношении PDTC / MDA (1/1), PDTC / MDA (0,95 / 1) и PDTC / MDA (1,05 / 1). )

Характеристика композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU

На рисунке 4 показана морфология поверхности ArPTU, PVDF-TrFE-CFE и PVDF-TrFE-CFE / ArPTU (90/10), полученная с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). Можно заметить, что поверхность пленки PVDF-TrFE-CFE представляет собой дендритную структуру, что указывает на ее высокую кристалличность, которая складывается из результатов XRD. Пленка ArPTU имеет очень гладкую поверхность, и на поверхности композитной пленки PVDF-TrFE-CFE / ArPTU (90/10) появляются небольшие частицы. Очевидно, что домены PVDF-TrFE-CFE были уменьшены путем смешивания ArPTU, который также состоит из данных XRD.

СЭМ изображение различных пленок. а АрПТУ. б ПВДФ-ТрФЭ-ЦФЭ / АрПТУ (90/10). c ПВДФ-ТрФЭ-ДФЭ. г ПВДФ-ТрФЭ-ДФЭ / АрПТУ (95/5)

Кривые FTIR композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различным соотношением масс ArPTU показаны на (рис. 5а). Кривые FTIR показывают, что композитные пленки с различным соотношением имеют явные пики поглощения при 1230 см ⁻¹ . , образующийся в результате группы -HN-CS-NH- в политиомочевине, что доказывает наличие ArPTU в композитных пленках. Кривые XRD композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различным соотношением компонентов показаны на (рис. 5б). Видно, что пленка PVDF-TrFE-CFE и композитные пленки PVDF-TrFE-CFE / ArPTU имеют очевидные характеристические пики при 2θ ≅ 19,72 °, и этот пик является характерным дифракционным пиком β-фазы (110) и ( 200) кристаллические плоскости. Интенсивность дифракционного пика уменьшается с увеличением содержания ArPTU, что означает, что кристалличность композитной пленки уменьшается с увеличением содержания ArPTU. Кроме того, пленка PVDF-TrFE-CFE и пленка PVDF-TrFE-CFE / ArPTU (95/5) имеют более слабый дифракционный пик при 2θ ≅ 17,56 °, и этот пик является характерным дифракционным пиком α-фазы (020) кристаллический самолет. Когда массовая доля ArPTU достигает более 10%, пик кристаллизации α-фазы композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU ослабевает, указывая на то, что композитные пленки переходят в аморфное состояние медленно с увеличением компонента ArPTU.

а Кривые FTIR композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различным соотношением компонентов. б Кривые XRD композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различными соотношениями композитов

Диэлектрические свойства композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU

Основываясь на приведенных выше результатах, для изготовления композитных диэлектрических пленок с PVDF-TrFE-CFE был выбран образец B ArPTU, который имеет более высокую диэлектрическую постоянную и разрядную эффективность. Во-первых, чтобы изучить влияние ArPTU на диэлектрические свойства матрицы PVDF-TrFE-CFE, были охарактеризованы диэлектрические частотные спектры в диапазоне от 100 Гц до 1 МГц при комнатной температуре. Как показано на (рис. 6а), можно видеть, что диэлектрическая проницаемость композитных пленок постепенно уменьшается с увеличением содержания ArPTU. Композитные пленки имеют диэлектрическую проницаемость 35,72, 30,02 и 28,37 при соотношениях 95/5, 90/10 и 85/15 на частоте 1000 Гц соответственно. Уменьшение диэлектрической проницаемости композитных пленок связано с добавлением низкой диэлектрической проницаемости ArPTU. В то же время с увеличением количества добавки ArPTU частотная зависимость диэлектрической проницаемости композитных пленок уменьшается. Это связано с тем, что единицы тиомочевины в ArPTU взаимодействуют с матрицей PVDF-TrFE-CFE, которая ограничивает вращение диполей в PVDF-TrFE-CFE [37].

а Диэлектрическая проницаемость композитных пленок ArPTU, PVDF-TrFE-CFE, PVDF-TrFE-CFE / ArPTU. б Диэлектрические потери композитных пленок ArPTU, PVDF-TrFE-CFE и PVDF-TrFE-CFE / ArPTU

На рисунке 6b показана зависимость между диэлектрическими потерями и частотой композитных пленок с различным соотношением ArPTU. Можно видеть, что диэлектрические потери всех композитных пленок ниже, чем у пленки PVDF-TrFE-CFE, что указывает на то, что добавление молекул ArPTU может эффективно снизить диэлектрические потери PVDF-TrFE-CFE. Это связано с тем, что тиомочевина в политиомочевине увеличивает межплоскостное пространство, а диполи в полимерной цепи имеют больше места для свободного вращения, что эффективно ограничивает дипольную релаксацию. Поскольку диэлектрические потери на высоких частотах в основном возникают из-за дипольной релаксации, результаты снова показывают, что тиомочевинные группы в ArPTU могут ограничивать дипольную релаксацию [37, 38].

Напряженность поля пробоя диэлектрических пленок - еще один важный параметр для практических применений конденсаторов. Напряженность поля пробоя композитных пленок с различным соотношением ArPTU характеризуется статистикой распределения Вейбулла, которая представлена ​​на (рис. 7). Для пленок ArPTU, PVDF-TrFE-CFE, PVDF-TrFE-CFE / ArPTU (95/5), PVDF-TrFE-CFE / ArPTU (90/10) и PVDF-TrFE-CFE / ArPTU (85/15), напряженность поля пробоя, рассчитанная по распределению Вейбулла, составила 467,5 МВ / м, 324,6 МВ / м, 366,9 МВ / м, 407,6 МВ / м и 302,4 МВ / м соответственно. Это показывает, что по сравнению с пленкой PVDF-TrFE-CFE, напряженность поля пробоя композитных пленок значительно улучшается за счет введения ArPTU, и чем больше содержание ArPTU, тем выше напряженность поля пробоя композитной пленки. Добавление ArPTU усиливает электрон-фононное рассеяние и электрон-дипольное рассеяние в композитных пленках, что приводит к значительному улучшению поля пробоя [38]. Однако, когда содержание ArPTU увеличивается до 15%, напряженность поля пробоя композита снижается, что может быть связано с явлением расслоения двух полимеров, что приводит к большему количеству дефектов в композите и соответственно снижению напряженности поля пробоя. Следовательно, правильное добавление ArPTU позволит эффективно улучшить напряженность поля пробоя пленок PVDF-TrFE-CFE с высокой диэлектрической проницаемостью.

Разбор Вейбулла композитных пленок ArPTU, PVDF-TrFE-CFE и PVDF-TrFE-CFE / ArPTU

Петли униполярного гистерезиса поляризация-электрическое поле композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различным соотношением ArPTU показаны на (рис. 8). Максимальная поляризация композитных пленок уменьшается с увеличением содержания ArPTU. Остаточная поляризация композитных пленок с тремя различными отношениями уменьшается по сравнению с пленкой PVDF-TrFE-CFE, что указывает на то, что добавление молекул ArPTU может эффективно ингибировать раннее насыщение поляризации PVDF-TrFE-CFE, что приводит к более высокой эффективности заряда-разряда. .

Униполярные петли гистерезиса поляризация-электрическое поле. а АрПТУ. б ПВДФ-ТрФЭ-ДФЭ. c ПВДФ-ТрФЭ-ЦФЭ / АрПТУ (95/5). г ПВДФ-ТрФЭ-ЦФЭ / АрПТУ (90/10). е ПВДФ-ТрФЭ-ДФЭ / АрПТУ (85/15)

В практических приложениях эффективность заряда-разряда является еще одним важным характеристическим параметром диэлектрических материалов из-за потери энергии, которая всегда приводит к нагреву и ухудшает характеристики и надежность конденсатора. На рисунке 9 показана эффективность заряда-разряда композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различным соотношением ArPTU. Напряженность приложенного поля пленки PVDF-TrFE-CFE увеличилась с 500 до 2000 кВ / см, а эффективность заряда-разряда снизилась с 77 до 58%, в основном из-за гистерезисных сегнетоэлектрических потерь в сильном электрическом поле. Эффективность заряда-разряда композитных пленок с различным соотношением ArPTU значительно выше, чем у пленки PVDF-TrFE-CFE. Пленка PVDF-TrFE-CFE / ArPTU (90/10) сохраняет эффективность заряда-разряда 72% при электрическом поле 2000 кВ / см. При 2000 кВ / см композит показывает высокую плотность энергии - 5,31 Дж / см ³ . , что намного выше, чем у БОПП-пленок для практического использования. Добавление ArPTU изменяет молекулярную структуру PVDF-TrFE-CFE и препятствует преждевременному достижению поляризационного насыщения PVDF-TrFE-CFE. Также было обнаружено, что правильная пропорция добавления ArPTU явно влияет на эффективность заряда-разряда композитных пленок. Композитный материал с соотношением 85/15 имеет относительно низкую эффективность заряда-разряда из-за высокого содержания ArPTU, которое может быть результатом явления расслоения двух полимеров.

Зарядно-разрядная эффективность композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различным соотношением компонентов

Плотность энергии композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различным соотношением компонентов показана на рис. 10а. Улучшение плотности хранения композитных пленок по сравнению с пленкой ArPTU является результатом диэлектрической проницаемости композитных пленок. Можно видеть, что по сравнению с чистой пленкой ArPTU композитные пленки PVDF-TrFE-CFE / ArPTU имеют более высокую плотность энергии при том же электрическом поле из-за повышенной диэлектрической проницаемости. Максимальная плотность энергии пленки PVDF-TrFE-CFE в композитной пленке PVDF-TrFE-CFE / ArPTU (90/10) имеет плотность хранения 22,06 Дж / см ³ при 4076 кВ / см. По сравнению с композитными пленками PVDF-TrFE-CTFE / ArPTU (19,2 Дж / см ³ ) [37], пленка в нашей работе показывает более высокую плотность накопления энергии. Хотя пленки в нашей работе демонстрируют немного более низкое напряжение пробоя, более высокая диэлектрическая проницаемость обеспечивает значительное увеличение плотности накопления энергии. Таким образом, при создании композитных пленок с высокой плотностью энергии следует учитывать компромисс между прочностью пробоя и диэлектрической проницаемостью. Кроме того, учитывая плотность энергии разряда, наша работа также указывает на высокую конкурентоспособность с самой высокой плотностью энергии разряда, которая показана на рис. 10b. По сравнению с органо-неорганическими композитными пленками, органические композитные пленки могут более эффективно повышать плотность накопления энергии и эффективность пленки и могут применяться на практике для изготовления устройств для подачи рулонов на проезд [41, 42]. В целом, при правильном управлении молекулярной массой и коэффициентом добавления ArPTU можно получить высокоэффективные органические диэлектрики на основе PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с высокой плотностью энергии, высокой напряженностью поля пробоя, низкими диэлектрическими потерями и более высокой эффективностью заряда-разряда. быть построенным. Доказано, что эта высокоэффективная полимерная пленка является многообещающим диэлектрическим материалом для применения в пленочных конденсаторах с высокой плотностью мощности.

а Плотность энергии композитных пленок PVDF-TrFE-CFE / ArPTU с различным соотношением компонентов. б Сравнение плотности энергии разряда наших работ с опубликованными работами [39, 40]