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高电压与绝缘技术学科在柔性介质储能与导热研究方面取得新进展

作者:电气学院时间:18-11-19 10:39来源:点击:

具有高储能密度和高可靠性的柔性聚合物电介质储能器件在高能脉冲功率技术领域有着不可替代的应用。目前,科研工作者大多通过在聚合物基体材料中引入高介电无机填充相,以增强复合介质的极化能力并改善其储能性能。然而,掺杂高含量的无机填充相势必严重劣化聚合物薄膜本征的柔顺性、增加复合介质的介电损耗,同时因基体与填充相之间的介电错配导致界面电场畸变严重和击穿强度大幅降低。因此,探寻提高电介质储能器件能量存储密度的有效策略是领域内科研工作者的研究热点。

近日,哈尔滨理工大学电气学院迟庆国教授课题组,研究开发出一种兼具高储能密度、高储能效率与高热导率的多功能型聚合物电介质复合材料。该工作设计了具有多功能的无机纳米纤维填充相,并利用静电纺丝技术实现了无机填充相的取向分布。在增强界面极化提高复合介质极化强度的同时,有效缓解了界面电场畸变,使得击穿强度大幅提高;同时,填充相取向分布实现了复合介质呈现各向异性导热特性,大幅提高了复合介质的面内热导率。

Figure 8. Comparison

上述研究成果以“Excellent Energy Storage Performance and Thermal Property of Polymer-Based Composite Induced by Multifunctional One-Dimensional Nanofibers Oriented in-Plane Direction ”为题在国际知名期刊《Nano Energy》(IF=13.12)在线发表。我校在读博士生张月为本文第一作者,电气学院迟庆国教授和张天栋博士为本文的通讯作者,哈尔滨理工大学为本文的第一署名单位和通讯单位。

该研究工作是迟庆国教授课题组在介质储能与导热领域多项研究成果发表在《Advanced Functional Materials》,《Energy Storage Materials》,《Journal of Materials Chemistry A》,《ACS Applied Materials & Interfaces》等国际著名期刊后的又一重要成果。迟庆国教授研究团队面向高电压与绝缘技术学科发展需求,着力在工程电介质材料及绝缘技术领域开展科学研究工作,目前成员有青年教师5人,博硕士20余人;承担国家自然基金项目6项;发表SCI论文近100篇,其中中科院一区论文20余篇,ESI高被引论文及高被引论文扩展版6篇,SCI他引1000余次;授权国家发明专利30余项。