科创中国
电容器薄膜材料技术
发布时间: 2022-11-01
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术咨询
成果类型：
新技术
行业领域：
新材料技术,精细化学品
成果介绍
我国是电介质材料的主要生产国和消费国，但是受PP原料、加工工艺等因素的限制，电容器关键指标储能密度远低于西方发达国家3-5 J/cm3水平。目前高端领域的关键电子元器件用的电容器几乎全部依赖进口，每年进口额高达数百亿美元。尤其在特殊的国际政治环境下，高端领域电容器和电容器用电介质材料成为了西方国家精准卡住我国电子行业发展命脉的关键，其国产化上升到国家战略需求，也必将迎来我国该产业发展的黄金期。中南大学张斗教授和罗行副教授等人提出分别采用陶瓷纳米粉体和碳纳米管等掺杂聚合物制备高性能电容器薄膜材料的研究思路，通过精巧的界面修饰和利用纳米填料在材料中构筑深陷阱，显著提高了材料的综合性能。经过长时间研究，攻克了填料分散难、介电常数和介电强度协同提高矛盾和材料大规模加工制备等世界性技术难题。
成果亮点
1.该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控，技术含量高，与同类产品相比竞争优势非常明显。
2.研究团队提出通过精巧的界面修饰和利用纳米填料在材料中构筑深陷阱等思路，显著提高了材料的综合性能。
3.该材料通过了中试生产，适应现有工业大批量生产工艺，性能上通过了企业验证，在常温条件下材料放电能量密度≥8J/cm3，使用寿命≥10000次，储能效率≥90%，关键指标达到了世界领先水平，推广应用前景巨大。
团队介绍
团队目前包括教授3名、副教授3名、讲师2名、博士后2名、硕士/博士研究生38名。经过多年攻关，在传感与驱动应用压电陶瓷及器件、介电储能陶瓷及器件和功能高分子复合材料等方面取得一系列高新成果。主要包括：①发明了高柔性、大应变、大驱动力压电纤维复合材料与器件，国内首次在航天五院应用于卫星大型可展开结构主动振动控制为我国卫星在轨高精度运行提供重要保障。②开发了多种大压电系数（d33达300 pC/N）、大机械品质因子（Qm达500）、高场致应变（等效压电系数达1000 pm/V）、高能量存储（储能密度达>5 J/cm3）和超高温（居里温度达1000℃，压电性能稳定至800℃）无铅压电陶瓷新体系，研制高性能无铅驱动器、雾化片、电容器和高温传感器。③开发出形貌、维度、粒径和表面特性等调控性好的纳米结构，成功制备了具有拓扑结构和多级界面的介电复合材料，实现介电复合材料能量密度达到国际领先水平。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”先进结构材料科技服务团 (中国有色金属学会) 评价时间：2022-11-08
艾桃桃
陕西理工大学
院长
综合评价
该成果主要包括表面修饰和填料复合两部分，对我国电子元器件领域有很强的引领性作用，技术创新性很强，且技术成熟，投资回报比较可靠，目标市场处于成长市场，前景好。
另外，因在产品批量生产和性能稳定性方面论证不足，要进一步是对原料和工艺一致性等关键点进行控制。
总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。
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