超低载量Al₂O₃多层介电复合膜

150 °C 储能密度 7.8 J·cm⁻³

通过超低氧化铝填充与多层结构设计，在高温下同时实现高储能密度与高充放电效率，破解了聚合物介电材料极化和击穿强度的矛盾。

Fan, Xu · Ding, Xiangping · Wang, Peng · Li, Zhicheng · Cheng, Yu · 刘进军 · 虞锦洪 · Zhai, Jiwei · 潘仲彬 · 李伟平

Small 2024

具体参数

放电能量密度

{'zh': '7.8', 'en': '7.8'} J·cm⁻³

充放电效率

{'zh': '90', 'en': '90'} %

极化层Al₂O₃含量

{'zh': '0.3', 'en': '0.3'} vol.%

绝缘层Al₂O₃含量

{'zh': '2', 'en': '2'} vol.%

技术优势

高温下储能密度高

在150 °C下获得7.8 J·cm⁻³的放电能量密度，满足高温电容储能需求。

高温下效率高

充放电效率超过90%，减少高温运行时的能量损耗。

填料用量极低

极化层仅需0.3 vol.% Al₂O₃，绝缘层2 vol.%，避免高填料含量导致的机械性能劣化。

抑制高温传导损耗

通过构建深层界面陷阱捕获移动电荷，降低高温漏电流，从而保持高效率。

应用场景

• 高温薄膜电容器：直接用其制造可在150 °C工作的薄膜电容器，省去冷却系统。
• 电介质储能：作为介电层提高储能密度与效率，减少能量损耗。
• 高温电子器件：用于电动汽车、油气钻井等高温环境下的功率电子器件。
• 脉冲功率系统：为脉冲功率系统提供高温下稳定的高能量密度电容。