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储能系统技术
★ 5.0
单轴拉伸聚丙烯薄膜的微观结构演变及其对电学性能的影响
Microstructural Evolution of Uniaxially Stretched Polypropylene Films and Its Impact on Electrical Properties
| 作者 | 王昕劼黄磊宋延晖王健涛钟少龙党智敏 |
| 期刊 | 高电压技术 |
| 出版日期 | 2025年5月 |
| 卷/期 | 第 51 卷 第 5 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 单轴拉伸聚丙烯 取向度 流动诱导结晶 直流击穿强度 薄膜电容器 王昕劼 黄磊 宋延晖 王健涛 钟少龙 党智敏 高电压技术 High Voltage Engineering |
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聚丙烯（PP）作为薄膜电容器中常用的半结晶聚合物，其结晶结构显著影响材料的电学性能与储能特性。本文通过制备不同厚度的单轴拉伸PP薄膜，结合偏光显微镜、原子力显微镜、二维X射线散射及差示扫描量热法分析其结晶形貌差异，并系统研究了取向结构对陷阱参数、直流击穿强度、介电性能和储能行为的影响。结果表明，较薄的PP薄膜有利于形成高度取向的shish-kebab纤维晶结构，改善表面粗糙度，优化陷阱分布，促进电荷消散，从而提升绝缘性能与储能能力。
聚丙烯(polypropylene,PP)作为广泛应用于薄膜电容器的半结晶聚合物,其结晶结构影响材料的电学性能,并致使电容器储能性能变化.控制PP的结晶结构以更好地调控PP薄膜的电学性能是提升电容器储能特性的关键.该文制备了一系列不同厚度的单轴拉伸聚丙烯薄膜,通过偏振光显微镜、原子力显微镜、2维X射线散射和差示扫描量热法等手段表征了其结晶形貌的差异.随后对取向PP膜的陷阱参数、直流击穿性能、介电性能和储能特性进行了研究.结果表明,更薄的PP薄膜不仅能改善薄膜的表面粗糙度,还有助于形成高取向的shish-kebab纤维状结晶结构.高取向的结晶结构有助于改善材料的陷阱分布,从而促进电荷在薄膜表面的消散,实现材料绝缘性能的提升.
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SunView 深度解读
该研究揭示的单轴拉伸PP薄膜微观结构调控机制对阳光电源储能系统具有重要应用价值。通过优化薄膜厚度形成高取向shish-kebab结构，可显著提升薄膜电容器的击穿强度和储能密度，直接应用于ST系列储能变流器的直流支撑电容和PowerTitan系统的滤波电容设计。改善的陷阱分布特性可降低介电损耗、提高充放电效率，对1500V高压光伏系统的SG逆变器母线电容可靠性提升具有指导意义。该结晶取向调控方法为阳光电源开发高性能薄膜电容器、优化功率模块无源器件设计、提升储能系统功率密度提供了材料层面的技术路径，可支撑ESS集成方案的小型化与高效化发展。