通过双相调制技术协同增强HAP/PMMA/PVDF三元复合材料中的能量存储性能

《Journal of Applied Polymer Science》：Synergistic Enhancement of Energy Storage in HAP/PMMA/PVDF Ternary Composites via Dual-Phase Modulation

新型PVDF复合薄膜通过引入羟基磷灰石（HAP）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），协同优化介电极化与击穿强度，显著降低介电损耗，实现9.96 J/cm3的高能量密度（较纯PVDF提升44.56%），同时保持优异柔韧性。

　　

摘要

随着全球能源短缺问题的日益严重，对先进且灵活的储能设备的需求日益增长。尽管聚偏二氟乙烯（PVDF）被广泛用于柔性储能材料中，但其固有的低能量密度和高介电损耗限制了其实际应用。为了解决这些问题，我们开发了一种新型的三元复合薄膜：通过添加羟基磷灰石（HAP，介电常数ε_r约为48）来增强介电极化性能，并加入聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）以提高击穿强度和降低介电损耗。创新之处在于，HAP纳米颗粒作为成核剂，优化了晶体结构的形成；而PMMA则通过分子链缠结和氢键作用限制了非晶区域的载流子迁移。这种协同的双相调制机制使得该复合薄膜在440 kV/mm的电压下实现了9.96 J/cm3的高能量密度，相比纯PVDF提升了44.56%，同时显著降低了介电损耗。此外，该复合薄膜还具备优异的柔韧性，为制备具有更高能量密度的柔性储能薄膜提供了一种新颖而有效的方案。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。