聚合物薄膜電介質(zhì)電容器具有易加工、柔性好、高功率密度、快的放電速度等優(yōu)點，成為電子電力系統(tǒng)不可或缺的儲能元件之一。但是現(xiàn)有的聚合物電介質(zhì)材料通常能量密度過低，無法滿足高功率系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等對高儲能密度的要求，且材料的介電常數(shù)和擊穿場強存在難以同時提高的問題，開發(fā)新型高儲能密度電介質(zhì)材料成為迫切需求。

近日，西安交通大學電信學部電子科學與工程學院周迪教授課題組提出了通過固相反應和篩分相結(jié)合的簡單實用機械方法制備了BaTiO3-Bi(Li0.5Nb0.5)O3（BT-BLN）納米填料并與P(VDF-HFP)復合制備了高質(zhì)量的P(VDF-HFP)/BaTiO3-Bi(Li0.5Nb0.5)O3介電納米復合薄膜，成功實現(xiàn)了極化強度與擊穿場強的協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)儲能密度極大提升。該工作通過對P(VDF-HFP)基納米復合薄膜在納米顆粒分布狀態(tài)與極化強度和擊穿場強之間內(nèi)在關系的深入探索，結(jié)合有限元仿真技術對擊穿過程的動態(tài)解析，探索了復合薄膜的機電失效機制，并深刻揭示了BT-BLN納米填料對聚合物儲能性能的增強機制，P(VDF-HFP)基納米復合材料中獲得了14.2 J/cm3（Eb≈ 497 MV/m）的儲能密度。該研究所提出的設計思路展現(xiàn)出重要的工程應用價值。

該研究成果以“Significantly enhanced electrostatic energy storage performance of P(VDF-HFP)/BaTiO3-Bi(Li0.5Nb0.5)O3nanocomposites” 為題，近日在國際著名期刊《納米能源》（Nano Energy，IF=16.602）上在線發(fā)表。西安交通大學國際電介質(zhì)研究中心博士生王鵬建為本文第一作者，周迪教授為本文通訊作者，西安交通大學為本文第一作者和第一通訊單位。本文的合作者有西安交通大學能動學院蘇進展教授和電氣學院劉文鳳教授。該研究工作是周迪教授課題組在陶瓷/聚合物復合電介質(zhì)儲能領域研究成果發(fā)表在Journal of Materials Chemistry A（IF=11.301）國際著名期刊后的又一研究成果。

該研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃、電氣絕緣與電力設備國家重點實驗室、中央高?；究蒲袠I(yè)務費等的支持。賈春林科學家工作室代艷竹工程師在SEM方面給予幫助，西安交通大學儀器分析中心王瑜工程師在納米粒度分析方面給予幫助。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285520308259(Nano Energy）;https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/d0ta03304a#!divAbstract(JMCA)

周迪教授課題組主頁：http://gr.xjtu.edu.cn/web/zhoudi1220/1