用于储能应用的聚合物介质通常具有很高的电场强度。目前，人们广泛研究通过调整介电体相的组成和结构来提高介电击穿强度。然而，电极-介质界面对击穿强度的影响却没有引起足够的重视，这极大地阻碍了该领域的进一步发展。

近日，清华大学党智敏教授，郑州大学Yu Zhao报道了以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体，以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为有机纳米中间层，制备了一种全有机双层介电薄膜。

文章要点

1）通过调整电极-介质界面，在不牺牲充放电效率的前提下，显著提高了击穿强度（767.05 mV/m）和放电能量密度（19.08 J/cm³）。

2）实验结果和数值模拟表明，介质表面形貌对电极-介质界面的电场分布具有很大影响，进而影响介质的漏电流和击穿强度。此外，PMMA纳米夹层修饰了电极-电介质界面的表面缺陷，提高了电极-介质界面的杨氏模量，从而改善了绝缘性能。

这些发现为阐明电极-介质界面对聚合物介电击穿强度的影响提供了一个新的视角。此外，这项工作为制备高击穿强度的储能聚合物介质提供了一种新的范式。

参考文献

Jia-Yao Pei, et al, All-organic dielectric polymer films exhibiting superior electric breakdown strength and discharged energy density by adjusting electrode-dielectric interface with organic nano-interlayer, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE01960K

https://doi.org/10.1039/D1EE01960K