電容器是能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)的主要設(shè)備，如逆變器、除顫器、外科激光、功率調(diào)節(jié)設(shè)備、大功率微波等。但與燃料電池、鋰離子電池等傳統(tǒng)儲(chǔ)能設(shè)備相比，其能量密度過低，無法廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能設(shè)備中。但其固有的高電壓電阻和高功率密度的優(yōu)點(diǎn)使其無法被取代。近年來，許多研究探討了如何提高電容器能量密度。增加相對(duì)介電常數(shù)和擊穿強(qiáng)度可以有效地提高能量密度。由于擊穿強(qiáng)度的平方與能量密度成正比，增加擊穿強(qiáng)度比其他參數(shù)更能有效地提高能量密度。無機(jī)/聚合物復(fù)合介質(zhì)材料面臨的主要問題是填料含量高，導(dǎo)致?lián)舸?qiáng)度和加工性能急劇下降。為了減少陶瓷填料在這些復(fù)合材料中的用量，提出了多種方法。其中，改變填料的形貌是一種潛在的可行方法。

近日，四川大學(xué)傅強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在改善PVDF基復(fù)合材料介電性能提出新的方法，即改善填料的形貌。采用二氧化鈦(TiO2)作為填料，由于其最佳介電常數(shù)可以緩解由于不匹配而引起的復(fù)合材料中的電場(chǎng)濃度介電常數(shù)高，易于電紡和煅燒制備。填料在煅燒前通過選擇最佳的電紡前驅(qū)體濃度，同時(shí)得到了兩種形貌特征。隨著電紡溶液中鈦酸四丁酯濃度的增加，填料的最終形態(tài)隨介質(zhì)(線性和球形)的變化而變化。對(duì)于具有線性和球形的填料，擊穿強(qiáng)度為393kV/mm時(shí)，其最大能量密度為12.54J/cm3，充放電能量效率約為80%。因此，這對(duì)制備高性能介質(zhì)聚合物復(fù)合材料的線形填料具有一定的指導(dǎo)意義。