调控链段饱和度提高环氧电极化储能薄膜综合储能性能

作     者：毛佳乐 马文杰 王双 李敬 张磊 成永红 MAO Jiale;MA Wenjie;WANG Shuang;LI Jing;ZHANG Lei;CHENG Yonghong

作者机构：西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2023年第49卷第3期

页      面：1095-1104页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 07[理学] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(52130703) 陕西省重点研发计划项目(2022GY-369) 中央高校基本科研业务费专项资金(xzy0122022059)。 

主　　题：环氧储能薄膜 链段饱和度 储能效率 漏电流 高压介电损耗 

摘      要：新能源系统、电动汽车等环保产业的飞速发展,要求系统内电容器储能介质在宽的温度范围内具有稳定且高的储能密度和储能效率。现阶段常用的双轴拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜因其储能密度低,工作温度低,难以满足日益增长的储能设备需求,使得开发新型聚合物介质储能薄膜成为研究热点。为此基于前期研究的具有优异常温储能性能的环氧电极化储能薄膜,通过调控环氧薄膜分子结构内苯环和脂肪环的配比调控链段饱和度进而提高其综合储能性能。研究表明,基体采用环氧树脂,芳香胺固化剂完全或者部分采用脂肪环固化剂替代,一定程度上降低环氧储能薄膜的饱和度,可以既保证其有较高的工作温度,又具有稳定且极高的储能效率,达到在100℃下获得2.1 J/cm^(3)的情况下同时保持高达99%的储能效率。最后,通过漏电流和高电压介电谱分析环氧薄膜的损耗机理,发现分子结构中苯环和氢化苯环造成损耗的方式不同,进一步证实了通过调控分子链段饱和度提高环氧薄膜综合储能性能的可行性。