Учёные добились прогресса в разработке высокотемпературных полимерных диэлектриков для энергонакопительных конденсаторов.

Современные энергетические системы, такие как:
1. Силовая электроника электромобилей
2. Авиационная и космическая техника
3. Оборудование для нефтегазовой разведки

Требуют конденсаторов, способных стабильно работать при температурах от 150 до 250 °C и выше.

Существующие коммерческие диэлектрики на основе биаксиально-ориентированного полипропилена (БОПП) не удовлетворяют этим требованиям из-за низкой рабочей температуры (≈105 °C) и малой плотности накопленной энергии (< 2 Дж/см³).

Какие материалы являются перспективными?
В качестве основы для высокотемпературных диэлектриков исследуются полимеры с высокой термостабильностью и стеклованием:

· Полиимиды (PI, T_g ≈ 360 °C)
· Полиэфиримиды (PEI, T_g ≈ 217 °C)
· Фторсодержащие полиэфиры (FPE, T_g ≈ 330 °C)
· Полиэфиркетоны (PEEK, PEKK) и другие ароматические термопласты.


Для преодоления фундаментального компромисса между диэлектрической проницаемостью и пробивной прочностью применяются три основные стратегии:

1. Наполнение неорганическими частицами (Al2O3).
2. Химическая модификация молекулярных цепей (встраивают специальные полярные функциональные группы).
3. Создание многослойных структур из разных полимеров или композитов.


Результаты и текущие достижения:
Лаб. образцы демонстрируют высокие показатели плотности высвобождаемой энергии  8.1 Дж/см³ при 150 °C и 7.2 Дж/см³ при 200 °C с эффективностью выше 90%.

Несмотря на успехи, остаётся значительный разрыв между лабораторными исследованиями и массовым производством.

Ключевые задачи на будущее — это разработка рентабельных и масштабируемых технологий получения тонких (3–10 мкм) бездефектных плёнок, а также оптимизация конструкции конденсаторов для минимизации паразитных параметров и обеспечения эффективного теплоотвода.