(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210879265.8 (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510641 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 黄钰淇　姚锡凡　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 梅素丽 (51)Int.Cl. C08L 67/02(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/24(2006.01) H01G 11/30(2013.01) (54)发明名称 一种复合介电材料及其制备方法和其在电 容中的应用 (57)摘要 本发明公开了一种复合介电材料及其制备 方法和其在电容中的应用， 所述复合介电材料包 括填充物和粘结剂， 其中， 所述填充物和粘结剂 的体积份数比为(1～80):(20～99)； 其中， 所述 填充物包括压电陶瓷、 半导体材料， 其中， 所述压 电陶瓷和半导体材料的体积份数比为1:(0.5～ 2)。 本发明中的电容具有较高的介电常数和介电 强度， 克服了电容中的漏电流以及自放电的问 题， 提高了电容的电容 量和电容的使用电压 。 权利要求书1页 说明书10页 附图2页 CN 115246983 A 2022.10.28 CN 115246983 A 1.一种复合介电材料， 其特征在于， 所述复合介电材料包括填充物和粘结剂， 其中， 所 述填充物和粘结剂的体积 份数比为(1～80)： (20～99)； 其中， 所述填充物包括压电陶瓷、 半 导体材料中的至少一种。 2.根据权利要求1所述的复合介电材料， 其特征在于， 所述填充物和粘结剂的综合介电 常数＞500， 电阻率＞1 ×1013Ωm， 介电强度＞20V/ μm。 3.根据权利要求1所述的复合介电材 料， 其特征在于， 所述 填充物的粒度为5nm～5 0 μm。 4.权利要求1～3中任一项所述的复合介电材料的制备方法， 其特征在于， 所述方法包 括以下步骤： 将半导体材料、 压电陶瓷以及粘结剂混合后进行搅拌、 固化得到复合介电材 料。 5.一种电容， 其特 征在于， 所述电容包括权利要求1～3中任一项所述的介电材 料材料。 6.根据权利要求5所述的 电容， 其特征在于， 所述电容还包括导电板、 绝缘层； 其中， 所 述绝缘层分别设置在权利要求 1～3任一项 所述的复合介电材料的两侧， 所述导电板 设置在 绝缘层的外侧。 7.根据权利要求6所述的电容， 其特征在于， 所述绝缘层包括半导体绝缘层和非半导体 绝缘层， 所述半导体绝 缘层包括 正极半导体绝 缘层、 负极 半导体绝 缘层。 8.根据权利要 求7所述的电容， 其特征在于， 所述正 极半导体绝缘层包括N+型半导体、 具 有PN结的半导体； 所述负极 半导体绝 缘层包括P+型半导体、 具有PN结的半导体。 9.权利要求1～3中任一项所述的复合介电材 料在电容制备中的应用。 10.一种储能器件， 其特征在于， 所述储能器件中包括权利要求5～8中任一项所述的电 容。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115246983 A 2一种复合介电材料及其制备方 法和其在电容中的应用 技术领域 [0001]本发明属于电容技术领域， 具体涉及一种复合介电材料及其制备方法和其在电容 中的应用。 背景技术 [0002]储能电容一般指超级电容， 现有技术下的超级电容包括双层电容和赝电容， 其具 有功率密度高、 充放电时间短、 循环寿命长、 工作温度范围宽的优点， 但是其也具有以下缺 点： (1)如果使用不当会造成电解质泄漏等现象； (2)和铝电解电容器相比， 它内阻较大， 因 而不可以用于交流电路； (3)不能过电压。 当电容器电压超过标称电压时， 将会导致电解液 分解， 同时电容器会发热， 容量下降， 而且内阻增加， 寿命缩短， 在某些情况下， 可导致电容 器性能崩溃； (4)外部环境温度对使用寿命有着重要影响； (5)只在相对湿度小于60％的环 境下储存； (6)安装超级电容器后， 不可强行倾斜 或扭动电容器； (7)单极超级电容器的额定 工作电压一般在2.8V左右。 [0003]针对以上超级电容的技术缺陷， 虽然现有技术或研究都在努力提高介电材料的性 能， 但往往只是在提高了某单一的性能的同时， 降低了介电材料的其他性能， 使新研制的材 料综合性能达不到实用要求。 因此， 需要寻找一些全新的方法可以改善超级电容的综合性 能。 发明内容 [0004]本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题 之一。 为此本发明提出了一 种复合介电材料及其制备方法和其在电容中的应用， 所述复合介电材料包括填充物和粘结 剂， 其中， 所述填充物和粘 结剂的体积份数比为(1～80)： (20～99)。 本发 明中的电容具有较 高的介电常数和介电强度， 克服了电容中的漏电流以及自放电的问题， 提高了电容的电容 量和电容的使用电压 。 [0005]本发明的第一方面， 提供了一种复合介电材料， 所述复合介电材料包括填充物和 粘结剂。 [0006]根据本发明第一方面的内容， 在本发明的一些实施方式中， 所述填充物包括压电 陶瓷、 半导体材 料中的至少一种。 [0007]在本发明的具体实施方式 中， 所述填充物为压电陶瓷和半导体材 料的组合。 [0008]在本发明的一些优选 实施方式中， 所述压电陶瓷和半导体材料的体积份数比为1： (0.5～2)。 [0009]在本发明的一些优选实施方式中， 所述压电陶瓷包括BaZr0.2Ti0.8O3、 (Ba0.7Sr0.3) TiO3以及PbZrO3‑PbTiO3系固溶陶瓷中的一种或多种。 [0010]在本发明的一些更优选 实施方式中， 所述半导体材料包括硅(S i)、 锗(Ge)、 碳化硅 (SiC)、 氮化 镓(GaN)、 氧化锌(ZnO)、 氧化锰(MnO2)、 金刚石、 氮化铝(Al N)、 有机半导体。 [0011]在本发明的一些更优选 实施方式中， 所述半导体材料为具有P N结的氧化锌(ZnO)、说　明　书 1/10 页 3 CN 115246983 A 3