通过控制氮化硼纳米片的分布来提升聚(芳纶醚腈)的介电储能性能

《Advanced Functional Materials》：Enhancing Dielectric Energy Storage Properties of Poly(Arylene Ether Nitrile) Via Controlling the Distribution of Boron Nitride Nanosheets

通过相分离和热压法改善聚醚腈（PEN）基介电材料中硼氮纳米片（BNNS）的分布，显著提升其介电性能。研究制备了PEN@BNNS复合材料，实验证实其热稳定性和机械性能增强，HPBP-9样品在介电常数（4.87）、击穿强度（323.3 kV/mm）和放电能量密度（2.09 J/cm3）方面表现优异，循环稳定性达10^4次且效率超95%。

　　

摘要

有效调控聚合物介电储能材料中填料的分布对于提升其储能性能至关重要。在本研究中，提出了一种新策略，通过结合相转化技术和热压处理方法来改善氮化硼纳米片（BNNS）在聚（芳纶醚腈）（PEN）中的分布，从而提升介电储能性能。首先制备了PEN接枝氮化硼纳米片（PEN@BNNS）样品，并对其进行了详细表征；随后通过相转化处理将其引入PEN基体中，再经过热压处理，得到了热压PEN@BNNS/PEN（HPBP-x）复合薄膜。扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）图像以及物理性能测试结果均证实了BNNS在PEN中的分布得到了显著改善。结果表明，HPBP-9样品的介电常数提升至4.87，击穿强度达到323.3 kV mm^?1，放电能量密度（U_d）为2.09 J cm^?3。此外，该材料的充放电效率超过95%，且在10⁴次循环后仍保持优异的稳定性。相转化与热压处理的结合有效改善了PEN@BNNS在PEN中的分布，显著提升了基于PEN的介电材料的介电性能，为开发柔性介电储能材料提供了新的思路。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。