【編號】2024-74

【題名】柔性復合電介質GQDs/BTO/PVDF制備及介電儲能性能研究

【作者】熊崇浩，顧旭航，張帆等

【機構】中南大學

【刊名】中南大學學報（自然科學版）（2024年08期）

【文摘】基于滲流閾值理論，采用FTIR、TEM、SEM、LCR數(shù)字電橋測試儀和鐵電壓電測試儀等測試技術，探討BTO含量和納米量子點種類對GQDs/BTO/PVDF復合體系介電性能的影響。研究結果表明:隨著BTO質量分數(shù)的增加，體系的相對介電常數(shù)呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在BTO質量分數(shù)為10％時達到最大值290(5kHz時)，而介電損耗則呈現(xiàn)出先減小后增大的變化規(guī)律；由于―NH2官能團的引入，GQDs的電子結構被改變，從而提高了電荷傳輸效率;量子點材料的加入不僅能夠維持高擊穿場強，而且能提高BTO在基體中的分散性和體系的相對介電常數(shù)，GQDs-NH2/BTO/PVDF體系的介電性能優(yōu)良，在5kHz時相對介電常數(shù)達4713，有限元數(shù)值分析結果驗證了介電性能的提升機理。GQDs-NH2/BTO/PVDF復合膜在210 kV/mm的外加電場下，儲能密度達2.57 J/cm³，能量效率達78.8％。