CN107323040A - 一种三明治结构全有机介质及其制备方法 - Google Patents

一种三明治结构全有机介质及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种三明治结构全有机介质及其制备方法。三明治结构全有机介质上下层为PVDF致密膜，中间层为P(VDF‑TrFE‑CFE)纤维薄膜，三层结构全有机介质经热压相结合。制备方法如下：利用流延法和静电纺丝技术分别得到PVDF致密膜和P(VDF‑TrFE‑CFE)纤维薄膜，经热压工艺得到三明治结构全有机介质。本发明显著提高了聚合物材料的介电和储能特性，同时降低了全有机介质的损耗特性，也保持了聚合物基体优异的电绝缘与机械特性，且制作工艺简单，易于操作。

Description

一种三明治结构全有机介质及其制备方法
技术领域
本发明属于全有机介质领域，具体涉及一种三明治结构全有机介质及其制备方法。
背景技术
全有机介质具有兼容性好、韧性好、工艺方便、成本低等优点，在储能领域内具有广阔的应用前景。聚合物体系内聚偏氟乙烯(化学名称为PVDF)和聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯二氟乙烯)(化学名称为P(VDF-TrFE-CFE))因具有优异性能，如较高的介电和击穿特性，良好的化学稳定性和可加工特性等而被广泛应用。但传统纯聚合物介质材料面临的主要问题是介电常数小，极化强度低，这在一定程度上限制了其储存电能的能力，造成介质储能密度较低的问题。而通过将高介电常数陶瓷填料加入到聚合物的方法来提高极化强度，却会增大材料的介质损耗、降低其击穿电场。因此，如何克服介质储能密度较低、损耗较高的不足，提供一种既具有较高储能密度又具有较低介质损耗的介质已经成为介质领域急需解决的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决介质储能密度较低、损耗较高的技术问题，提供了一种三明治结构全有机介质及其制备方法。
本发明三明治结构全有机介质的上下层为PVDF致密膜，中间层为P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜,三层结构全有机介质经热压相结合。
所述PVDF致密膜的厚度为5-15μm，所述P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜的厚度为5-30μm。
本发明一种三明治结构全有机介质的制备方法步骤如下：
一、将PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)按比例分别溶解在DMF溶剂中，在一定温度下搅拌制得胶体状态的PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)；
二、将步骤一制得的PVDF胶体置于真空箱内，室温下抽真空后静置一定时间，将适量的PVDF胶体缓慢倾倒至干净玻璃基板上，利用流延法将胶体刮涂到玻璃基板上，将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后烘干，然后将温度升高并保温一定时间，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理，制得PVDF致密膜；
三、将步骤一制得的P(VDF-TrFE-CFE)胶体排除气泡，用注射器抽取P(VDF-TrFE-CFE)胶体，选取型号为23G金属针头进行纺丝，纺丝结束后，将制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维放置在真空烘箱内进行热处理，制得P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜；
四、以步骤二制得的PVDF致密膜为三明治结构全有机介质的上下层，以步骤三制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜为中间层，将三层介质放置在模板中，利用热压工艺热压成型，制得P/PTCF/P三明治结构全有机介质。
步骤一所述PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)与DMF的比例均为1g:(8-15)mL。
步骤一所述搅拌温度为40-60℃，搅拌时间为12-24h。
步骤二所述PVDF胶体在室温下抽真空后静置时间为12h。
步骤二所述将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60-80℃下烘干5-10h后，将温度升至180-210℃保温5-10min，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理。
步骤三所述纺丝过程中注射器的推进速度为0.1-0.5mm/min，接收滚筒的转速为80-120r/min，注射器喷头到接收滚筒的距离为5-25cm，针头和滚筒同时施加的正负电压为V+＝3-15kV，V-＝3-15kV。
步骤三所述热处理的温度是60℃，热处理时间是10h。
步骤四所述热压工艺是利用平板硫化机将三层介质热压成型，其中热压温度为120-160℃，在15MPa下，热压1-10min，并通过水冷迅速将三明治结构全有机介质的温度降至室温。
本发明提供的一种三明治结构全有机介质，其中间层为具有高介电常数(εr～56)的P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜，上下层是经淬火处理含弱极性γ相的PVDF致密膜，利用热压工艺制备而成。由于中间层的P(VDF-TrFE-CFE)具有较高的介电常数和击穿强度，可以提升全有机介质整体的介电常数和击穿场强；并且由于P(VDF-TrFE-CFE)与PVDF相容性较高，而且当其是纤维膜状态时，具有大长径比的纤维结构会抑制或阻碍电树枝的延伸，进一步提升介质的击穿强度；另外由于PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)的介电差异性较大，当介质呈现三层结构时，外部电场会在介质内部重新分布，降低了每层膜介质所承担的场强大小，降低了全有机介质的击穿概率。
本发明三明治结构全有机介质可以显著提升聚合物材料的介电常数和击穿场强，提高储能特性，同时具有较低的损耗，维持了聚合物优异的电绝缘与机械特性。
本发明提供的三明治结构全有机介质的制备方法工艺简单，所需设备价格低廉，降低了全有机介质的生产成本，适用于规模化生产。
附图说明
图1实施例1、实验一和实验二制得的三明治结构全有机介质的X射线衍射图谱，
图1中(a1)是P/PTC/P三明治结构全有机介质的X射线衍射图谱，
图1中(a2)是(a1)局部放大图，
图1中(b1)是P/PTCF/P三明治结构全有机介质的X射线衍射图谱，
图1中(b2)是(b1)局部放大图。
图2实施例1制得的P/PTCF/P三明治结构全有机介质的断面扫描电镜图。
图3实验二制得的P/PTC/P三明治结构全有机介质的断面扫描电镜图。
图4实施例1、实验一和实验二制得的三明治结构全有机介质的介电常数与频率的关系图。
图5实施例1、实验一和实验二制得的三明治结构全有机介质的电导率、损耗与频率的关系图。
图6实施例1、实验一和实验二制得的三明治结构全有机介质的威布尔分布图。
图7实施例1、实验一和实验二制得的三明治结构全有机介质的电位移强度和储能特性图谱，
图7中(a)是P/PTC/P三明治结构全有机介质的D-E电滞回线，
图7中(b)是P/PTCF/P三明治结构全有机介质的D-E电滞回线，
图7中(c)是P/PTC/P三明治结构全有机介质的储能特性与电场的关系图，
图7中(d)是P/PTCF/P三明治结构全有机介质的储能特性与电场的关系图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种三明治结构全有机介质及其制备方法：
本发明一种三明治结构全有机介质的三明治结构上下层为PVDF致密膜，中间层为P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜,三层结构全有机介质经热压相结合。
三明治结构全有机介质的PVDF致密膜的厚度为5-15μm，P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜的厚度为5-30μm。
一种三明治结构全有机介质的制备方法步骤如下：
一、将PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)按比例分别溶解在DMF溶剂中，在一定温度下搅拌制得胶体状态的PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)；
二、将步骤一制得的PVDF胶体置于真空箱内，室温下抽真空后静置一定时间，将适量的PVDF胶体缓慢倾倒至干净玻璃基板上，利用流延法将胶体刮涂到玻璃基板上，将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后烘干，然后将温度升高并保温一定时间，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理，制得PVDF致密膜；
三、将步骤一制得的P(VDF-TrFE-CFE)胶体排除气泡，用注射器抽取P(VDF-TrFE-CFE)胶体，选取型号为23G金属针头进行纺丝，纺丝结束后，将制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维放置在真空烘箱内进行热处理，制得P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜；
四、以步骤二制得的PVDF致密膜为三明治结构全有机介质的上下层，以步骤三制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜为中间层，将三层介质放置在模板中，利用热压工艺热压成型，制得P/PTCF/P三明治结构全有机介质。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是三明治结构全有机介质PVDF致密膜的厚度为10μm，P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜的厚度为20μm，其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤一中PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)与DMF的比例均为1g∶(8-15)mL，其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一中PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)与DMF的比例均为1g∶10mL，其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中搅拌温度为40-60℃，搅拌时间为12-24h。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中搅拌温度为40℃，搅拌时间为12h。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤二中PVDF胶体在室温下抽真空后静置时间为12h。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60-80℃下烘干5-10h后，将温度升至180-210℃保温5-10min，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤二中将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60℃下烘干6h后，将温度升至200℃保温7min，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理。其他与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤三纺丝过程中注射器的推进速度为0.1-0.5mm/min，接收滚筒的转速为80-120r/min，注射器喷头到接收滚筒的距离为5-25cm，针头和滚筒同时施加V+＝3-15kV，V-＝3-15kV的正负电压。其他与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤三纺丝过程中注射器的推进速度为0.3mm/min，接收滚筒的转速为100r/min，注射器喷头到接收滚筒的距离为15cm，针头和滚筒同时施加V+＝10kV，V-＝10kV的正负电压。其他与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是步骤三所述热处理的温度是60℃，热处理时间是10h。其他与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是步骤四中热压工艺是利用平板硫化机将三层介质热压成型，其中热压温度为120-160℃，在15MPa下，热压1-10min，并通过水冷迅速将三明治结构全有机介质的温度降至室温。其他与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是步骤四中热压工艺是利用平板硫化机将三层介质热压成型，其中热压温度为150℃，在15MPa下，热压10min，并通过水冷迅速将三明治结构全有机介质的温度降至室温。其他与具体实施方式一至十三之一相同。
下面对本发明的实施例做详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：本实施例一种三明治结构全有机介质及其制作方法如下：
一种三明治结构全有机介质的三明治结构上下层为PVDF致密膜，中间层为P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜，三层结构全有机介质经热压相结合。
其中PVDF致密膜的厚度为10μm,P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜的厚度为20μm。
本实施例一种三明治结构全有机介质的制备方法步骤如下：
一、PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)分别溶解在DMF溶剂中，其中PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)与DMF的比例均为1g∶10mL，在40℃温度下搅拌12h，制得胶体状态的PVDF或P(VDF-TrFE-CFE)；
二、将步骤一制得的PVDF胶体置于真空箱内，室温下抽真空后静置12h，将适量的PVDF胶体缓慢倾倒至干净玻璃基板上，利用流延法将胶体刮涂到玻璃基板上，将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60℃下烘干6h后，将温度升至200℃保温7min，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理，制得PVDF致密膜，膜的厚度为10μm；
三、将步骤一制得的P(VDF-TrFE-CFE)胶体排除气泡，用注射器抽取P(VDF-TrFE-CFE)胶体，选取型号为23G金属针头进行纺丝，其中注射器的推进速度为0.3mm/min，接收滚筒的转速为100r/min，注射器喷头到接收滚筒的距离为15cm，针头和滚筒同时施加V+＝10kV，V-＝10kV的正负电压，纺丝结束后，将制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维放置在真空烘箱内60℃温度下进行热处理10h，制得P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜，膜的厚度约为20μm；
四、以步骤二制得的PVDF致密膜为三明治结构全有机介质的上下层，以步骤三制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜为中间层，将三层介质放置在模板中，利用热压工艺热压成型，其中热压的温度为150℃，在15MPa下，热压10min，通过水冷迅速将全有机介质的温度降至室温，即得到P/PTCF/P三明治全有机结构介质(P/PTCF/P-film with quenching)。
采用下述实验验证本发明效果：
实验一：以未经淬火处理的PVDF致密膜为上下层制备三明治结构全有机介质及其制备方法。
一种三明治结构全有机介质的三明治结构上下层为未经淬火处理的PVDF致密膜，中间层为P(VDF-TrFE-CFE)致密膜或P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜，三层结构全有机介质经热压相结合。其中PVDF致密膜的厚度为10μm，P(VDF-TrFE-CFE)致密膜的厚度为20μm,P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜的厚度为20μm。
以未经淬火处理的PVDF致密膜为上下层制备三明治结构全有机介质的制备方法步骤如下：
一、PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)分别溶解在DMF溶剂中，其中PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)与DMF的比例均为1g∶10mL，在40℃温度下搅拌12h，制得胶体状态的PVDF或P(VDF-TrFE-CFE)；
二、将步骤一制得的PVDF胶体置于真空箱内，室温下抽真空后静置12h，将适量的PVDF胶体缓慢倾倒至干净玻璃基板上，利用流延法将胶体刮涂到玻璃基板上，将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60℃下烘干6h后，制得未经淬火处理的PVDF致密膜，膜的厚度为10μm；
三、将步骤一制得的P(VDF-TrFE-CFE)胶体置于真空箱内，室温下抽真空后静置12h，将适量的P(VDF-TrFE-CFE)胶体缓慢倾倒至干净玻璃基板上，利用流延法将胶体刮涂到玻璃基板上，将带有P(VDF-TrFE-CFE)胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60℃下烘干6h后，制得P(VDF-TrFE-CFE)致密膜，膜的厚度为20μm；
或将步骤一制得的P(VDF-TrFE-CFE)胶体排除气泡，用注射器抽取P(VDF-TrFE-CFE)胶体，选取型号为23G金属针头进行纺丝，其中注射器的推进速度为0.3mm/min，接收滚筒的转速为100r/min，注射器喷头到接收滚筒的距离为15cm，针头和滚筒同时施加V+＝10kV，V-＝10kV的正负电压，纺丝结束后，将制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维放置在真空烘箱内60℃温度下进行热处理10h，制得P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜，膜的厚度约为20μm；
四、以步骤二制得的未经淬火处理的PVDF致密膜为三明治结构全有机介质的上下层，以步骤三制得的P(VDF-TrFE-CFE)致密膜或P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜为中间层，将三层介质放置在模板中，利用热压工艺热压成型，其中热压的温度为150℃，在15MPa下，热压10min，通过水冷迅速将全有机介质的温度降至室温，即得到P/PTC/P或P/PTCF/P三明治全有机结构介质(P/PTC/P-film without quenching或P/PTCF/P-film withoutquenching)。
实验二：以P(VDF-TrFE-CFE)致密膜为中间层制备三明治结构全有机介质及其制备方法。
一种三明治结构全有机介质的三明治结构上下层为PVDF致密膜，中间层为P(VDF-TrFE-CFE)致密膜，三层结构全有机介质经热压相结合。
其中PVDF致密膜的厚度为10μm，P(VDF-TrFE-CFE)致密膜的厚度为20μm。
本实验一种三明治结构全有机介质的制备方法步骤如下：
一、PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)分别溶解在DMF溶剂中，其中PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)与DMF的比例均为1g∶10mL，在40℃温度下搅拌12h，制得胶体状态的PVDF或P(VDF-TrFE-CFE)；
二、将步骤一制得的PVDF胶体置于真空箱内，室温下抽真空后静置12h，将适量的PVDF胶体缓慢倾倒至干净玻璃基板上，利用流延法将胶体刮涂到玻璃基板上，将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60℃下烘干6h后，将温度升至200℃保温7min，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理，制得PVDF致密膜，膜的厚度为10μm；
三、将步骤一制得的P(VDF-TrFE-CFE)胶体置于真空箱内，室温下抽真空后静置12h，将适量的P(VDF-TrFE-CFE)胶体缓慢倾倒至干净玻璃基板上，利用流延法将胶体刮涂到玻璃基板上，将带有P(VDF-TrFE-CFE)胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60℃下烘干6h后，制得P(VDF-TrFE-CFE)致密膜，膜的厚度为20μm；
四、以步骤二制得的PVDF致密膜为三明治结构全有机介质的上下层，以步骤三制得的P(VDF-TrFE-CFE)致密膜为中间层，将三层介质放置在模板中，利用热压工艺热压成型，其中热压的温度为150℃，在15MPa下，热压10min，通过水冷迅速将全有机介质的温度降至室温，即得到P/PTC/P三明治全有机结构介质(P/PTC/P-film with quenching)。
通过X射线衍射仪对实施例1、实验一和实验二制得的三明治结构全有机介质的晶体结构进行分析，X射线衍射图谱横坐标表示衍射角度2θ，纵坐标是表示衍射强度，图1中(a1)(b1)横坐标2θ＝10-60°，(a2)(b2)横坐标2θ＝15.5-28.5°。
图1中(a1)是以P(VDF-TrFE-CFE)致密膜为中间层制得的P/PTC/P三明治结构全有机介质的X射线衍射图谱。标记为P/PTC/P-film with quenching和P/PTC/P-film withoutquenching的两条线分别表示上下层PVDF致密膜经淬火处理和未经淬火处理制得的三明治结构全有机介质在不同衍射角度下的衍射强度；(b1)是以P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜为中间层制得的P/PTCF/P三明治结构全有机介质的X射线衍射图谱。标记为P/PTCF/P-filmwith quenching和P/PTCF/P-film without quenching的两条线分别表示上下层PVDF致密膜经淬火处理和未经淬火处理制得的三明治结构全有机介质在不同衍射角度下的衍射强度。
如图1所示，未经淬火处理的三明治结构全有机介质具有非极性α相和少量极性β相。而经过淬火处理的三明治结构全有机介质中弱极性γ相形成。γ相的形成可以减缓剩余电位移强度，降低聚合物基体的剩余极化强度，增大饱和极化响应电场，提升三明治结构全有机介质的储能密度。
XRD图谱显示中间层为P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜的三明治结构全有机介质与中间层为P(VDF-TrFE-CFE)致密膜的三明治结构全有机介质相比具有更小的γ(110)峰值和更大的γ(020)衍射峰，这说明PVDF的晶体结构没有被引入的P(VDF-TrFE-CFE)三元共聚物层破坏。
图2、3为三明治结构全有机介质的断面扫描电镜图，根据测试结果可以看出，外层纯PVDF致密膜层和中间的P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜层或P(VDF-TrFE-CFE)致密膜层之间的厚度比均为1:2；中间层的P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜层或P(VDF-TrFE-CFE)致密膜层与外层PVDF致密膜相容性较好，且其薄膜致密，几乎不存在缺陷，而且中间P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜纤维结构层仍有纤维状分布。本发明制得的三明治结构全有机介质的这一结构特性进一步提高了介质的击穿强度和储能密度。
图4、5为三明治结构全有机介质的介电特性图谱。其中图4横坐标表示频率(Hz)，纵坐标表示介电常数。图5中横坐标表示频率(Hz)，左侧纵坐标表示电导率(S/cm)，右侧纵坐标表示介电损耗。
从图中看出，引入P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜层为中间层的三明治结构对提升全有机介质介电性能有明显效果，将中间层从P(VDF-TrFE-CFE)致密膜调整为P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜后，全有机介质的介电常数也有所增加；三明治结构全有机介质的电导率都具有较高的频率依赖性，这说明本发明制备的三明治结构全有机介质材料具有较好的绝缘性能；而且介质的介电损耗处在一个较低的水平，不同体系间相差不大。
图6为三明治结构全有机介质的击穿特性图谱。图6中横坐标表示LnE值，纵坐标表示Ln(-Ln(1-P))值。
从图中可以看出，未经淬火处理的三明治结构全有机介质所能承受的击穿电压较低，而经淬火处理后的三明治结构全有机介质所能承受的击穿电压得到提升；而且经淬火处理后的P/PTCF/P三明治结构全有机介质的击穿场强同样得到提升。
图7为三明治结构全有机介质的电位移强度和储能特性图谱。图7中横坐标表示电场(kV/mm),(a)(b)纵坐标表示电位移(μC/cm2)，(c)(d)左侧纵坐标表示放电能量密度(J/cm3)，右侧纵坐标表示效率。
从图(a)、(b)中可以看出经淬火处理的P/PTC/P或P/PTCF/P三明治全有机结构介质的最大位移和储能密度均有所增加，而且经过淬火处理的P/PTCF/P三明治全有机结构介质具有最大的位移和储能密度。
以上对比证明本发明三明治结构全有机介质可以显著提升聚合物材料的介电常数和击穿场强，提高储能特性，同时具有较低的损耗，维持了聚合物优异的电绝缘与机械特性。

Claims (10)

1.一种三明治结构全有机介质，其特征在于：三明治结构上下层为PVDF致密膜，中间层为P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜,三层结构全有机介质经热压相结合。
2.根据权利要求1所述的一种三明治结构全有机介质，其特征在于：所述PVDF致密膜的厚度为5-15μm，所述P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜的厚度为5-30μm。
3.根据权利要求1或2所述的一种三明治结构全有机介质的制备方法，其特征在于该方法步骤如下：
一、将PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)按比例分别溶解在DMF溶剂中，在一定温度下搅拌制得胶体状态的PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)；
二、将步骤一制得的PVDF胶体置于真空箱内，室温下抽真空后静置一定时间，将适量的PVDF胶体缓慢倾倒至干净玻璃基板上，利用流延法将胶体刮涂到玻璃基板上，将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后烘干，然后将温度升高并保温一定时间，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理，制得PVDF致密膜；
三、将步骤一制得的P(VDF-TrFE-CFE)胶体排除气泡，用注射器抽取P(VDF-TrFE-CFE)胶体，选取型号为23G金属针头进行纺丝，纺丝结束后，将制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维放置在真空烘箱内进行热处理，制得P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜；
四、以步骤二制得的PVDF致密膜为三明治结构全有机介质的上下层，以步骤三制得的P(VDF-TrFE-CFE)纤维薄膜为中间层，将三层介质放置在模板中，利用热压工艺热压成型，制得P/PTCF/P三明治结构全有机介质。
4.根据权利要求3所述的一种三明治结构全有机介质的制备方法，其特征在于步骤一所述PVDF和P(VDF-TrFE-CFE)与DMF的比例均为1g:(8-15)mL。
5.根据权利要求3所述的一种三明治结构全有机介质的制备方法，其特征在于步骤一所述搅拌温度为40-60℃，搅拌时间为12-24h。
6.根据权利要求3所述的一种三明治结构全有机介质的制备方法，其特征在于步骤二所述PVDF胶体在室温下抽真空后静置时间为12h。
7.根据权利要求3所述的一种三明治结构全有机介质的制备方法，其特征在于步骤二所述将带有PVDF胶体的玻璃基板置于真空烘箱内，抽真空后在60-80℃下烘干5-10h后，将温度升至180-210℃保温5-10min，迅速取出带有PVDF胶体的玻璃基板放置在冰水中，进行淬火处理。
8.根据权利要求3所述的一种三明治结构全有机介质的制备方法，其特征在于步骤三所述纺丝过程中注射器的推进速度为0.1-0.5mm/min，接收滚筒的转速为80-120r/min，注射器喷头到接收滚筒的距离为5-25cm，针头和滚筒同时施加的正负电压为V+＝3-15kV，V-＝3-15kV。
9.根据权利要求3所述的一种三明治结构全有机介质的制备方法，其特征在于步骤三所述热处理的温度是60℃，热处理时间是10h。
10.根据权利要求3所述的一种三明治结构全有机介质的制备方法，其特征在于步骤四所述热压工艺是利用平板硫化机将三层介质热压成型，其中热压温度为120-160℃，在15MPa下，热压1-10min，并通过水冷迅速将三明治结构全有机介质的温度降至室温。
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