高能量密度的电容器是目前研究的热点,制备高能量密度电容器的关键则是研制高介电常数、高耐压强度的电介质。尽管液体电介质、固体电介质有很多研究,但固液复合电介质的研究较少,考虑到固液复合能显著增大空间极化,从而增大介电常数,因此本研究重点考察了液态DMF、PC电介质与固态绝缘膜(以下简称膜)电介质的复合效应,以期发现高储能密度电容器。为进一步改善固液复合电介质材料的耐压性,在DMF、PC中引入适量纳米BaTi03,考察了其对复合电介质耐压等介电性能的影响。本研究主要包括如下三部分:(1)制备不同的电容器样品,比较研究了单组分电介质(膜、DMF)和复合电介质(DMF—膜固液复合)的介电性能。结果表明,以铝片为电极,纯膜电介质虽然耐压强度高(8800 kV/m),但介电常数极低,所以储能密度极低(5.05×10-4 J/cm3);纯DMF电介质虽耐压强度低,但介电常数高;而DMF—膜固液复合电介质介电常数明显高于单一组分电介质(膜或DMF),20 Hz下复合电介质介电常数可达1.31 ×105,该复合电介质耐压强度高于纯DMF电介质30多倍,介电损耗也显著低于纯DMF电介质,固液复合电介质储能密度较单一组分纯电介质大幅提高。(2)制备不同的电容器样品,比较研究了单组分电介质(PC、膜)和复合电介质(PC—膜固液复合)的介电性能。结果显示,以铝片为电极材料,纯膜电介质介电常数很小,耐压强度高,储能密度很小;纯PC电介质耐压强度为67.57 kV/m,储能密度仅为1.63 X 1 0-4 J/cm3;而PC—膜复合电介质的耐压强度为2.93 X 103 kV/m,介电常数在20Hz下为5.77X 104,储能密度达到3.07J/cm3,较单一组分电介质有极显著提升;PC—膜固液复合电介质较DMF—膜固液复合电介质,其耐压强度高出1.9倍,储能密度亦提高3.26倍。(3)在DMF、PC中引入适量纳米BaTi03进行改性,结果表明,液体DMF经纳米BaTi03粒子改性后的胶体溶液的最佳固含量为0.06g/L,该胶体溶液与膜构成的固液复合电介质在20 Hz下介电常数为1.39X 105,耐压强度为1733kV/m,储能密度为1.85 J/cm3,与未改性的复合电介质相比,这些性能具有显著提高。而液体PC经纳米粒子BaTi03改性后的胶体溶液的最好固含量为0.04g/L,该胶体溶液与膜构成的固液复合电介质在20Hz下介电常数为8.34X 104,耐压强度为3133kV/m,储能密度达4.06 J/cm3,这些性能也明显高于未改性的复合电介质。