【编号】2024-74

【题名】柔性复合电介质GQDs/BTO/PVDF制备及介电储能性能研究

【作者】熊崇浩，顾旭航，张帆等

【机构】中南大学

【刊名】中南大学学报（自然科学版）（2024年08期）

【文摘】基于渗流阈值理论，采用FTIR、TEM、SEM、LCR数字电桥测试仪和铁电压电测试仪等测试技术，探讨BTO含量和纳米量子点种类对GQDs/BTO/PVDF复合体系介电性能的影响。研究结果表明:随着BTO质量分数的增加，体系的相对介电常数呈现先增后减的趋势，在BTO质量分数为10％时达到最大值290(5kHz时)，而介电损耗则呈现出先减小后增大的变化规律；由于―NH2官能团的引入，GQDs的电子结构被改变，从而提高了电荷传输效率;量子点材料的加入不仅能够维持高击穿场强，而且能提高BTO在基体中的分散性和体系的相对介电常数，GQDs-NH2/BTO/PVDF体系的介电性能优良，在5kHz时相对介电常数达4713，有限元数值分析结果验证了介电性能的提升机理。GQDs-NH2/BTO/PVDF复合膜在210 kV/mm的外加电场下，储能密度达2.57 J/cm³，能量效率达78.8％。