[发明专利]一种三明治结构的PVDF高储能密度复合薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种三明治结构的PVDF高储能密度复合薄膜材料，其特征在于，该复合薄膜材料包括上层、下层和中间层，上层和下层均为PVDF层，中间层为一维钛酸铋钠晶须/PVDF复合层；

中间层中一维钛酸铋钠晶须占中间层中PVDF的体积分数为6％；

该三明治结构复合薄膜材料在室温下，击穿电场强度达 615 MV·m^-1，储能密度为30.55 J·cm^-3；

所述三明治结构的PVDF高储能密度复合薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）在碳酸钠和二氧化钛中加入熔盐NaCl，并于温度1050-1150 ℃下加热1-2 h，形成一维Na₂Ti₆O₁₃晶须，使用一维Na₂Ti₆O₁₃晶须作为模板与碳酸钠、氧化铋和熔盐NaCl混合，所得混合粉末在900-1000 ℃下反应2-6 h 后，洗涤以除去熔盐，干燥，得到一维Na_0.5Bi_0.5TiO₃晶须；

（2）将一维Na_0.5Bi_0.5TiO₃晶须和PVDF分散在N,N-二甲基甲酰胺中，形成稳定的悬浊液X；另取PVDF分散在N,N-二甲基甲酰胺中，得到溶液A；

（3）通过流延法，在玻璃板上依次进行溶液A一次流延成膜、悬浊液X二次流延成膜和溶液A三次流延成膜，真空干燥，得到复合薄膜初产物；

（4）将复合薄膜初产物在195~205 ℃下加热5-10 min，并立即放在冰水中淬火，得到致密的三明治结构的Na_0.5Bi_0.5TiO₃ / PVDF复合薄膜材料。

2.权利要求1所述的一种三明治结构的PVDF高储能密度复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在碳酸钠和二氧化钛中加入熔盐NaCl，并于温度1050-1150 ℃下加热1-2 h，形成一维Na₂Ti₆O₁₃晶须，使用一维Na₂Ti₆O₁₃晶须作为模板与碳酸钠、氧化铋和熔盐NaCl混合，所得混合粉末在900-1000 ℃下反应2-6 h 后，洗涤以除去熔盐，干燥，得到一维Na_0.5Bi_0.5TiO₃晶须；

（2）将一维Na_0.5Bi_0.5TiO₃晶须和PVDF分散在N,N-二甲基甲酰胺中，形成稳定的悬浊液X；另取PVDF分散在N,N-二甲基甲酰胺中，得到溶液A；

（3）通过流延法，在玻璃板上依次进行溶液A一次流延成膜、悬浊液X二次流延成膜和溶液A三次流延成膜，真空干燥，得到复合薄膜初产物；

（4）将复合薄膜初产物在195~205 ℃下加热5-10 min，并立即放在冰水中淬火，得到致密的三明治结构的Na_0.5Bi_0.5TiO₃ / PVDF复合薄膜材料。

3.根据权利要求2所述的一种三明治结构的PVDF高储能密度复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，制备一维Na₂Ti₆O₁₃晶须时，采用的碳酸钠和二氧化钛的总质量与熔盐NaCl的质量之比为1:2；制备一维Na_0.5Bi_0.5TiO₃晶须时，一维Na₂Ti₆O₁₃晶须、碳酸钠和氧化铋的总质量与熔盐NaCl的质量之比为1:2。

4.根据权利要求2所述的一种三明治结构的PVDF高储能密度复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，流延时，设置流延机温度为185-195 ℃，刮刀高度为15-20μm 。