热塑性聚酰亚胺/氧化铝三明治结构柔性电介质薄膜的设计制备及其高温介电储能性能OA北大核心CSTPCD

介电电容器具有功率密度高、充放电速度快、损耗低及循环稳定性好等优点,在先进电子和电力系统中发挥了重要的应用.聚合物电介质凭借其高击穿强度、柔性和易加工等优点,成为高电压电容器的首选材料.然而,其较低的温度稳定性难以满足新能源汽车和光伏发电等新兴领域对高工作温度的需求.本文利用物理气相沉积技术,在具有高玻璃化转变温度(T_(g))的热塑性聚酰亚胺(TPI)薄膜表面沉积氧化铝(Al_(2)O_(3))镀层,制备了有机/无机三明治结构的Al_(2)O_(3)/TPI/Al_(2)O_(3)电介质薄膜.研究结果显示,氧化铝镀层不仅与TPI之间具有优异的界面结合性,还提高了肖特基势垒,抑制了电极电荷的注入,从而降低了高温下的漏电流,并提高了击穿强度.制备的Al_(2)O_(3)/TPI/Al_(2)O_(3)三明治结构薄膜在高温下获得了优异的放电能量密度(Ud)和充放电效率(η).例如,在150和200℃高温下,η>90%时的Ud分别达到4.06和2.72 J/cm^(3),相比纯TPI薄膜提升了98.0%和349.4%.