高储能薄膜电容器用介质材料研发的挑战与思考

Research Challenges and Considerations on Dielectric Materials for High-Energy-Storage Thin-Film Capacitors

党智敏 · 杨旻昊 · 高电压技术 · 2025年5月 · Vol.51

薄膜电容器广泛应用于输变电系统、电动汽车及脉冲电源等高科技领域，但受限于双轴拉伸聚丙烯介质材料的性能，存在储能密度低、耐温性差、循环寿命短等问题，制约了金属化干式薄膜电容器的性能提升。当前面临的主要挑战在于介质材料综合性能改善有限，且高储能聚合物材料难以实现规模化制备，阻碍了实际应用验证。本文探讨了材料复合、化学改性、涂层修饰等制备技术，以及储能性能强化与电容器结构设计等关键问题，旨在推动新型高性能介质材料的研发与产业化。

解读: 该高储能薄膜电容器介质材料研究对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器中，高储能密度薄膜电容可显著减小直流支撑电容体积，提升功率密度和耐温性能，特别适用于PowerTitan大型储能系统的紧凑化设计。在SG系列光伏逆变器的1500V高压系统中，新型介质材料的高耐压特性可提升直流母线...

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

王昕劼黄磊宋延晖王健涛钟少龙党智敏 · 高电压技术 · 2025年5月 · Vol.51

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。

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...