近日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院先進材料科學與工程研究所（籌）在電介質(zhì)儲能材料領域獲得新進展。該研究通過對填料粒子的設計，將具有高介電常數(shù)的鈦酸鋇粒子與具有高擊穿強度、高熱導率的氮化硼納米片進行結(jié)合，形成特殊結(jié)構(gòu)的復合粒子，與聚合物復合后可顯著提高復合材料的擊穿強度和介電儲能性能。相關(guān)論文以SignificantlyEnhancedElectrostaticEnergyStoragePerformanceofFlexiblePolymerCompositesbyIntroducingHighlyInsulating-FerroelectricMicrohybridsasFillers（《高絕緣-鐵電復合微粒顯著提高柔性聚合物復合材料的靜電儲能性能》）為題發(fā)表在AdvancedEnergyMaterials（《先進能源材料》，2018,1803204）上。高級工程師羅遂斌為第一作者，研究員于淑會和孫蓉為通訊作者。

電介質(zhì)儲能技術(shù)具有異常快的能量轉(zhuǎn)換速率，同時具有工作時間長以及環(huán)境友好等特點，目前已經(jīng)在現(xiàn)代電子電力工業(yè)如可穿戴電子、混合動力汽車、武器系統(tǒng)等領域得到廣泛應用。隨著電子器件向小型化和高性能化方向的發(fā)展，迫切需要具有高儲能密度的電介質(zhì)材料。

為此，研究團隊將氮化硼納米片（BNNS）與鈦酸鋇（BT）納米顆粒的分散液進行混合和抽濾后，在較高溫度下處理，一定程度上熔融的BNNS將BT顆粒緊密包覆，形成復合顆粒BT@BN。結(jié)合氮化硼的高絕緣性和鈦酸鋇的高介電常數(shù)，降低PVDF復合材料的空間電荷密度和電流密度，增強鈦酸鋇的極化，獲得擊穿強度（PVDF基體的1.76倍）和電位移（580kV/mm時電位移為9.3μC/cm2）的顯著提高，得到高儲能密度（17.6J/cm3,PVDF基體的2.8倍）電介質(zhì)儲能材料。

該研究工作得到國家自然科學基金、科技部、廣東省產(chǎn)學研、先進院優(yōu)青項目等資助。