Chem. Soc. Rev.综述：用于高温电容储能的介电聚合物

兔兔

2021-04-14

聚合物是高能量密度电容器中电介质的首选材料。运输的电气化和对先进电子产品日益增长的需求，要求聚合物介质能够在高温下高效运行。有鉴于此，美国宾夕法尼亚州立大学Qing Wang和劳伦斯伯克利国家实验室Yi Liu等人综述了近年来用于高温电容储能的介电聚合物的研究进展。

本文要点：

1）在讨论一般设计注意事项时，重点放在阐明高温下电介质聚合物的高场强介电性能和电特性以及电容性能（包括放电能量密度、充放电效率和可循环性）的结构依赖性。

2）近十年来，基于各种结构设计方法，聚合物电介质的高温电容性能得到了显著改善。应该对聚合物电介质的结构进行新颖的分子设计，以平衡电介质稳定性，低传导性和介电损耗以及在高温和高电场下的高K值，并实现出色的能量和功率密度。需要对与结构相关的高温导电机理、介电性能和电容性能进行系统研究。更关键的是，未来的研究将致力于研究聚合物介电材料在环境温度和高温下与结构有关的失效机理。

3）需要进行大量研究以检查和改善在极端条件下运行的聚合物电介质的抗故障性和可靠性。多尺度的理论建模和先进的纳米尺度成像有助于进一步理解聚合物电介质在不同操作条件下的失效和自清除机制。机器学习算法和现有材料数据可以用来创建介电/电气性能和电容性能预测的替代模型。计算科学和数据科学可以加速聚合物结构和合成方案的合理设计。只有通过化学、材料科学与工程、电气工程和应用物理等领域的合作，才能使聚合物电介质等高度跨学科领域实现快速发展。

He Li et al. Dielectric polymers for high-temperature capacitive energy storage. Chem. Soc. Rev. 2021.

DOI: 10.1039/D0CS00765J.

https://doi.org/10.1039/D0CS00765J