PVDF基储能电介质的设计及性能调控相关进展

林之鸣1，包志伟2，李泽锟1，王炳博1，侯莹1，李晓光2 （1.华东理工大学物理学院；2.中国科学技术大学物理学院）

摘要： 聚合物基介电电容器因具有击穿场强高、介电损耗低、自愈性好以及良好的可加工性等优势，成为了电子电力系统中重要的储能元器件。然而，聚合物的相对介电常数和放电能量密度较低，极大地限制了聚合物基固态电容器向小型化方向发展。因此，提高聚合物相对介电常数，研发高放电能量密度和高储能效率的聚合物基电容器成为了迫切需求。聚偏二氟乙烯（PVDF）以其良好的介电性能和较高的放电能量密度成为研究的热点。本文从电介质的储能原理出发，综述了近年来PVDF 基纳米复合电介质材料的设计及其性能调控的主要方案：(1) 聚合物+无机高介电纳米填料；(2) 聚合物+无机低介电纳米填料；(3) 聚合物+金属纳米粒子。本文为进一步提高聚合物基电介质的储能性能提供了重要参考。

关键词： 聚合物基电介质；储能性能；材料设计；高介电纳米填料；低介电纳米填料；金属纳米粒子