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  聚合物電介質薄膜電容器具有極高的能量轉換速率，在電磁能裝備、電力電子以及新能源裝備等領域的作用至關重要。隨著裝備、器件往緊湊化、輕量化、工作環境極端化方向發展，對聚合物電介質薄膜的儲能密度以及耐高溫性能的要求越來越高。電荷存儲密度和電場強度的平方成正比，因此，電介質薄膜承受的電場增加，電荷存儲密度則會快速增加。然而，聚合物薄膜在高電場下以電子電導為主，不再符合歐姆定律，電導電流隨電場強度增加呈指數增大，會產生大量的焦耳熱。傳統聚合物電介質的導熱系數普遍較低（< 0.2 W/(mK)），散熱效率很低，會造成介質溫度快速升高，進而引起電導指數增加、耐電強度急速降低等連鎖反應，從而造成器件、裝備失效等嚴重問題，在高溫下工作的器件裝備散熱問題尤其提出。盡管可以通過引入納米添加等方式增加聚合物電介質的導熱系數，但這往往以犧牲耐電強度為代價，更重要的納米添加給薄膜制造工藝帶來極大挑戰。因此，開發耐高溫、本征高導熱的聚合物電介質薄膜是最好選擇。

圖1雙鏈結構聚合物電介質薄膜的分子結構和自組裝形貌

圖2雙鏈結構聚合物電介質的導電性和電擊穿強度

  采用紅外相機直觀地研究了200 ^oC、300 MV/m下PSBNP-co-PTNI_0.02和聚醚酰亞胺（PEI，已知最好的商品耐高溫聚合物電介質薄膜）的連續充-放電循環過程中的發熱現象，在高導熱的PSBNP-co-PTNI_0.02薄膜中未觀察到局部熱積聚現象，而低導熱的PEI膜則出現了明顯的局部熱積聚。研究團隊模擬電介質薄膜電容器芯子的熱場分布，發現PSBNP-co-PTNI_0.02薄膜電容芯子的中心溫度遠低于PEI薄膜電容芯子，充-放電循環更加穩定，實驗也證明PSBNP-co-PTNI_0.02薄膜連續充-放電循環壽命是PEI薄膜的6倍。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05671-4