丘陵状SiO₂/Au中间层

150°C下储能密度6.16 J cm⁻³

将SiO₂微球与Au纳米颗粒均匀嵌入聚合物薄膜，形成丘陵状纳米层，有效抑制高温载流子传输，解决填料团聚问题。

Linwei, Zhu · Jintao, Tian · Zengliang, Ren · Xia, Shuimiao · Zelong, Chang · Yin, Peng · Dastan, Davoud · 史志成

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

能量密度提升

{'zh': '252', 'en': '252'} %

能量密度提升

{'zh': '145', 'en': '145'} %

能量密度提升

{'zh': '220', 'en': '220'} %

放电能量密度

{'zh': '6.16', 'en': '6.16'} J cm⁻³

技术优势

解决填料团聚

通过将SiO₂微球与Au纳米颗粒均匀嵌入聚合物薄膜，形成丘陵状纳米层，避免了陶瓷填料的团聚现象。

抑制高温载流子传输

利用SiO₂的宽带隙和Au纳米颗粒的库仑阻塞效应，有效抑制了高温下的电荷传输，从而提高储能性能。

高温储能性能大幅提升

在50 ℃、80 ℃、100 ℃下，能量密度分别提升了252%、145%、220%，展现了显著的高温储能性能。

适用于多种聚合物基体

该SiO₂/Au纳米层不仅适用于PVDF-HFP，还可用于聚醚酰亚胺，同样提升高温储能性能，展示了方法普适性。

应用场景

• 介质电容器：用于高温脉冲功率系统的介电电容器，避免热失效。
• 高温储能：电容器在高温下仍保持高储能密度和效率。
• 聚合物纳米复合材料：为有机/无机纳米复合材料的填料团聚问题提供解决方案。
• 薄膜制备：采用溶液共混和浇铸制备，工艺简单可扩展。