摘要：电介质材料是决定电介质电容器储能特性的关键材料。聚合物基复合电介质因综合了聚合物基体和改性填料的独特优势已成为目前极具发展潜力的储能电介质材料。然而,当前高度集成化和小型化的能源动力系统对电介质电容器的储能性能提出了更高的要求,而改善性能的根本在于进一步提升聚合物基复合电介质的储能密度。本工作比较了不同种类聚合物基电介质复合材料的性能特征,总结了其结构特点和设计思路,从多尺度结构和界面工程调控等方面回顾了提升复合电介质储能性能的方法,包括调控填料的微观结构、构建宏观层状结构、纳米涂覆聚合物表面、聚合物分子结构设计等策略。最后,总结了当前聚合物基复合电介质材料面临的挑战和未来的发展趋势。

摘要：储能薄膜电容器因其功率密度高、工作电压高、自愈特性好以及可靠性高的优势,被广泛应用于智能电网、电动汽车和电力调节中。但聚合物电介质材料偏低的储能密度和较大的介电损耗限制了储能薄膜电容器的轻量化、小型化以及可靠性发展。文章综述了基于优化复合电介质材料高储能密度和低介电损耗的最新研究进展,涉及复合电介质材料的结构特性、介电性能、电气强度以及储能机理,比较和分析了提高聚合物电介质材料储能特性的几种常用策略,包括多组分无机填料共填充、纳米表面改性、多层结构复合、分子结构设计、薄膜表面沉积涂覆等方法对其储能特性的提升规律与调控机制,最后对高储能聚合物电介质材料的现存问题以及未来发展方向进行了总结与展望。

摘要：相场方法在介观尺度范围内为复合材料的微观结构演化过程提供了一种有效的分析工具,填补了原子尺度微观模拟和宏观尺度模拟之间的跨度。本文首先综述了相场模型的理论基础,具体包括序参量选取原则、自由能泛函构建思路、相场动力学方程求解方法等。然后,介绍了相场模拟方法在复合绝缘材料本征构效关系、击穿演化机制、材料结构设计中的应用进展,并归纳出开展相场模拟有待深入研究的几个关键问题。分析指出,相场模拟可为复合绝缘材料的介电行为研究提供基础的方法论和半定量的解析手段,但目前仍缺乏涵盖不同建模尺度的统一仿真框架体系。