[发明专利]一种用于制备高储能密度电容器的GR-TiO2-PVDF纳米复合材料及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201811610583.4 申请日: 2018-12-27
公开(公告)号: CN109777009A 公开(公告)日: 2019-05-21
发明(设计)人: 许仁俊;陈建文;王修才;朱文博;施淞瀚;吴徐平;叶大贵;林浩勃;陆江南;黄穗龙;朱珍 申请(专利权)人: 佛山科学技术学院
主分类号: C08L27/16 分类号: C08L27/16;C08K3/04;C08K3/22;C08J5/18;H01G4/18;H01G4/33;H01G13/00
代理公司: 广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205 代理人: 谢泳祥
地址: 528000 广东省佛山市*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 制备 高储能密度电容器 纳米复合材料 介电常数 储能 有机聚合物基体 微型化 电介质膜 电能存储 厚度可控 击穿场强 节能性能 介电性能 均匀电场 纳米石墨 能力增强 损耗降低 有效地 弥散 共掺 耗能 可用 集成电路 应用
【权利要求书】:

1.一种用于制备高储能密度电容器的GR-TiO2-PVDF纳米复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

S1.按比例称取纳米TiO2、纳米GR、PVDF和溶剂,其中,纳米TiO2、纳米GR和PVDF作为溶质,DMF作为溶剂,且纳米TiO2、纳米GR和PVDF的质量比为1:399:9600;溶质与溶剂的用量比为1g:(10~30)L;

S2.取15~25ml的DMF,搅拌的同时缓慢加入纳米TiO2,密封搅拌5~10min;

S3.打开密封盖,搅拌的同时缓慢加入纳米GR,继续搅拌20~60min;

S4.超声分散30~60min,继续搅拌10~30min;

S5.将PVDF分成等量的两份,分两次缓慢加入步骤S4所得溶液中,两次加入PVDF的间隔时长为2~5min,在30~70℃下磁力搅拌2~4h,使得PVDF充分溶解,得GR-TiO2-PVDF纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述纳米TiO2的制备包括以下步骤:

1)取柠檬酸,用去离子水溶解,搅拌,同时缓慢滴入钛酸四丁酯;

2)搅拌5~30min后进行超声30~60min,再于70~100℃下密封搅拌2~4h;

3)打开密封盖,置于120~150℃下进行凝胶后,于170~210℃下干燥30~90min,形成多孔空间结构的凝胶;

4)取出步骤3)所得的多孔空间结构的凝胶,置于马弗炉中,在500~700℃下煅烧5~7h,取出,进行第一次研磨,研磨时长为20~40min;

5)第二次研磨:加入酒精,置于球磨机中,以4000rad/s~5000rad/s进行球磨,倒出悬浊液并干燥,再进行研磨15~30min,得纳米TiO2

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中,所述柠檬酸与所述钛酸四丁酯的摩尔比为1:5。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤5)中,第二次研磨过程中的球磨时长为6~8h。

5.一种用于制备高储能密度电容器的GR-TiO2-PVDF纳米复合材料,其特征在于,所述GR-TiO2-PVDF纳米复合材料经权利要求1-4任意项所述制备方法制得。

6.一种GR-TiO2-PVDF纳米复合薄膜的制备方法,其特征在于,用匀胶机在ITO玻璃上旋涂权利要求5所述的GR-TiO2-PVDF纳米复合材料成膜,同时将转速调至1200rad/s~2700rad/s、并将旋转时间设定为在25s时甩出厚度可控且为1~10um的薄膜;将薄膜立刻置于烘箱,于90~130℃下结晶1~3h,得GR-TiO2-PVDF纳米复合薄膜。

7.一种GR-TiO2-PVDF纳米复合薄膜的应用,其特征在于,将权利要求6所述的GR-TiO2-PVDF纳米复合薄膜应用在制备高储能密度电容器中。

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