[发明专利]一种二维复合三明治结构介电储能材料及制备方法与应用

权利要求书

1.一种二维复合三明治结构高分子基介电储能材料，其特征在于，该介电储能材料包括xBNNS/BP复合材料中间层，以及xBNNS/yD-SNNS/BP复合材料上下层，其中0＜x≤2.0wt％，0＜y≤2.0wt％；BNNS为六方氮化硼纳米片，SNNS为铌酸锶纳米片，D-SNNS为多巴胺有机表面功能改性的铌酸锶纳米片，BP为聚偏二氟乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯混合高分子材料。

2.一种如权利要求1所述的二维复合三明治结构高分子基介电储能材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)配制D-SNNS与BNNS的混合分散液，之后加入聚偏二氟乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯，并加热搅拌，得到复合溶胶；配制BNNS分散液，之后加入聚偏二氟乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯，并加热搅拌，得到BNNS溶胶；

2)以BNNS溶胶与复合溶胶为原料，采用逐层流延法制备成三明治结构的xBNNS/yD-SNNS/BP复合薄膜，再经过后处理即得到所述的介电储能材料。

3.根据权利要求2所述的一种二维复合三明治结构高分子基介电储能材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的SNNS的制备方法包括以下步骤：

A1，将五氧化二铌与氢氧化钾溶液混合，并在160-200℃下反应6-16h，得到铌酸钾溶液；

A2，将铌酸钾溶液与硝酸锶溶液混合，并在220-260℃下反应60-84h，之后再经过离心、洗涤、干燥过程后，即得到所述的SNNS。

4.根据权利要求3所述的一种二维复合三明治结构高分子基介电储能材料的制备方法，其特征在于，所述的五氧化二铌、氢氧化钾溶液及硝酸锶溶液的投料比为0.2-0.3g:15-25mL:15-25mL，所述的氢氧化钾溶液的浓度为1-5mol·L^-1，所述的硝酸锶溶液的浓度为0.05-0.3mol·L^-1。

5.根据权利要求2所述的一种二维复合三明治结构高分子基介电储能材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的D-SNNS的制备方法包括：将SNNS分散于Tris-HCl缓冲溶液中，并在40-60℃下与盐酸多巴胺水溶液混合并搅拌3-8h，之后依次经过离心、洗涤、干燥过程后，即得到所述的多巴胺有机表面功能改性的铌酸锶纳米片。

6.根据权利要求5所述的一种二维复合三明治结构高分子基介电储能材料的制备方法，其特征在于，所述的SNNS、Tris-HCl缓冲溶液以及盐酸多巴胺水溶液的投料比为0.5-2.5g:50-150mL:10-30mL，所述的Tris-HCl缓冲溶液的浓度为0.04-0.06mol·L^-1，所述的盐酸多巴胺水溶液的浓度为4-6g·L^-1。

7.根据权利要求2所述的一种二维复合三明治结构高分子基介电储能材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的BNNS的制备方法包括：将六方氮化硼加入至异丙醇中，并超声处理36-60h，之后依次经过离心、洗涤、干燥过程后，即得到所述的六方氮化硼纳米片；

其中，所述的六方氮化硼与异丙醇的质量体积比为1-5g:300mL。

8.根据权利要求2所述的一种二维复合三明治结构高分子基介电储能材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的聚偏二氟乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为(2-6):1；加热搅拌过程中，加热温度为40-60℃，搅拌时间为20-28h。

9.根据权利要求2所述的一种二维复合三明治结构高分子基介电储能材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的后处理依次包括在65-80℃下真空干燥20-28h，在180-220℃下加热5-20min并置于冰水中淬火，以及在65-80℃下再次真空干燥20-28h。

10.一种如权利要求1所述的二维复合三明治结构高分子基介电储能材料在可再生能源转化、电子信息、混合动力汽车或智能电网领域中的应用。