[发明专利]一种层间复合聚合物介质膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种层间复合聚合物介质膜及其制备方法和应用。本发明复合膜包括低介电聚合物层以及高介电聚合物层；其中，所述低介电聚合物层包括：双向拉伸聚合物膜；所述高介电聚合物层包括：高介电聚合物流延成型膜。本发明层间复合聚合物介质膜既具备低介电聚合物层优异的绝缘性能和耐压性能，也类似高介电聚合物层具备较高的介电常数，同时具备较高的储能密度和较高的充放电效率，并且介电损耗也较低，是一种性能优异的有机薄膜电容器介质膜。

技术领域

本发明涉及有机薄膜电容器介质膜领域，具体而言，涉及一种层间复合聚合物介质膜及其制备方法和应用。

背景技术

有机薄膜电容器是以有机薄膜做介质，以金属箔或金属薄膜做电极，通过卷绕或叠片的方式制成，其基本构成包括电介质绝缘膜、电极及引出电极、卷绕层之间的液体浸渍剂等三部分。

目前，有机薄膜电容器常用的聚合物膜有聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚苯硫醚膜、聚碳酸酯膜和聚萘二甲酸乙二醇酯膜等。这些聚合物介质膜的相对介电常数都较低，一般不超过3.3。这些聚合物介质膜中最常用的是双向拉伸聚丙烯膜，其相对介电常数只有2.2，这就造成很多电容器的体积太大，限制了电气设备的小型化和轻型化。有数据统计显示，电容器可以占到电路无源器件体积的60％～70％，又如在电动车和光伏产业中常用的逆变器，其中直流总线电容器可占用逆变器体积的35％和逆变器重量的23％左右。

近年来，有人尝试使用相对介电常数较高的聚偏氟乙烯膜(相对介电常数8～12)作为有机薄膜电容器的介质膜，但这些高介电材料的充放电效率较低(<70％)，并且介电损耗也偏高，没能成为有机薄膜电容器介质膜的主流材料。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种同时具备高储能密度、高充放电效率的层间复合聚合物介质膜。

本发明的第二目的在于提供一种所述的层间复合聚合物介质膜的制备方法。

本发明第三目的在于提供一种所述的层间复合聚合物介质膜的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种层间复合聚合物介质膜，包括：低介电聚合物层以及高介电聚合物层；其中，所述低介电聚合物层包括：双向拉伸聚合物膜；所述高介电聚合物层包括：高介电聚合物流延成型膜。

优选的，本发明层间复合聚合物介质膜中，所述双向拉伸聚合物膜包括：聚丙烯膜，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，聚苯硫醚膜，聚碳酸酯膜，以及聚萘二甲酸乙二醇酯膜中的至少一种。

优选的，本发明层间复合聚合物介质膜中，所述低介电聚合物膜的低介电聚合物层的厚度为1～10μm。

优选的，本发明层间复合聚合物介质膜中，高介电聚合物包括：聚偏氟乙烯及其共聚物，奇数尼龙，以及氰基聚合物中的一种或者多种。

优选的，本发明层间复合聚合物介质膜中，高介电聚合物层的厚度为1～10μm。

同时，本发明还提供了一种层间复合聚合物介质膜的制备方法，包括：将溶有高介电聚合物的溶液流延于低介电聚合物层的表面，驱除溶剂后收卷，然后真空加热，得到层间复合聚合物介质膜。

优选的，本发明所述的制备方法中，包括：将高介电聚合物溶解在溶剂中并搅拌，真空除泡，以得到溶有高介电聚合物的溶液。

优选的，本发明所述的制备方法中，所述溶剂包括：DMF，DMAc，NMP，以及DMSO中的一种或多种。

进一步的，本发明还提供了包含本发明层间复合聚合物介质膜的有机薄膜电容器。

同样的，本发明也提供了包含本发明有机薄膜电容器的装置或设备。