Scalable Polyimide‐Organosilicate Hybrid Films for High‐Temperature Capacitive Energy Storage

材料科学 聚酰亚胺 电介质 倍半硅氧烷 微电子 聚合物 电容器 纳米技术 带隙 光电子学 复合材料 电气工程 电压 图层(电子) 工程类
作者
Jiufeng Dong,Li Li,Peiqi Qiu,Yupeng Pan,Yujuan Niu,Liang Sun,Zizhao Pan,Yuqi Liu,Tan Li,Xinwei Xu,Xu Chen,Guangfu Luo,Qing Wang,Hong Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (20) 被引量:110
标识
DOI:10.1002/adma.202211487
摘要

High-temperature polymer dielectrics have broad application prospects in next-generation microelectronics and electrical power systems. However, the capacitive energy densities of dielectric polymers at elevated temperatures are severely limited by carrier excitation and transport. Herein, a molecular engineering strategy is presented to regulate the bulk-limited conduction in the polymer by bonding amino polyhedral oligomeric silsesquioxane (NH2 -POSS) with the chain ends of polyimide (PI). Experimental studies and density functional theory (DFT) calculations demonstrate that the terminal group NH2 -POSS with a wide-bandgap of Eg ≈ 6.6 eV increases the band energy levels of the PI and induces the formation of local deep traps in the hybrid films, which significantly restrains carrier transport. At 200 °C, the hybrid film exhibits concurrently an ultrahigh discharged energy density of 3.45 J cm-3 and a high gravimetric energy density of 2.74 J g-1 , with the charge-discharge efficiency >90%, far exceeding those achieved in the dielectric polymers and nearly all other polymer nanocomposites. Moreover, the NH2 -POSS terminated PI film exhibits excellent charge-discharge cyclability (>50000) and power density (0.39 MW cm-3 ) at 200 °C, making it a promising candidate for high-temperature high-energy-density capacitors. This work represents a novel strategy to scalable polymer dielectrics with superior capacitive performance operating in harsh environments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CNSer完成签到,获得积分10
2秒前
认真万恶完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
锋回露转123完成签到,获得积分10
5秒前
伊yan完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
NS完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
魏白晴发布了新的文献求助30
9秒前
昵称什么的不重要啦完成签到 ,获得积分10
12秒前
caikeyuan发布了新的文献求助10
12秒前
sc完成签到,获得积分10
13秒前
程勋航完成签到,获得积分10
13秒前
18秒前
疏水无纺布完成签到,获得积分10
18秒前
666完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
MingQue完成签到,获得积分10
21秒前
1234应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
21秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
a1159545319应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
ONION应助科研通管家采纳,获得30
22秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
22秒前
22秒前
22秒前
22秒前
666发布了新的文献求助10
24秒前
tdtk发布了新的文献求助10
24秒前
bake完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Fashion Brand Visual Design Strategy Based on Value Co-creation 350
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3777834
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323321
关于积分的说明 10213925
捐赠科研通 3038575
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667549
邀请新用户注册赠送积分活动 798161
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758290