[發(fā)明專利]壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210185780.2
• 申請(qǐng)日: 2012-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN103475262A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范鳳茹;王中林;劉軍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18;H02N1/04;B81B7/02
• 代理公司: 北京市浩天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11276
• 代理人: 劉云貴

1.一種壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括：

第一高分子聚合物絕緣層；

第一電極，位于所述第一高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；

第二高分子聚合物絕緣層；

第二電極，位于所述第二高分子聚合物絕緣層的第一側(cè)表面上；

居間薄膜，其一側(cè)表面設(shè)有微納凹凸結(jié)構(gòu)，所述居間薄膜設(shè)有微納凹凸結(jié)構(gòu)的一側(cè)與所述第一高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面接觸，所述居間薄膜未設(shè)有微納凹凸結(jié)構(gòu)的一側(cè)與所述第二高分子聚合物絕緣層的第二側(cè)表面固定；

第一壓電納米線陣列，垂直生長(zhǎng)在所述第一電極上；

第三高分子聚合物絕緣層，覆蓋在所述第一壓電納米線陣列上；

第三電極，位于所述第三高分子聚合物絕緣層的表面上；

第二壓電納米線陣列，垂直生長(zhǎng)在所述第二電極上；

第四高分子聚合物絕緣層，覆蓋在所述第二壓電納米線陣列上；

第四電極，位于所述第四高分子聚合物絕緣層的表面上；

所述第一電極、第二電極、第三電極和第四電極是所述壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)的輸出電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜的材質(zhì)不同，所述第二高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜的材質(zhì)不同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層、所述第二高分子聚合物絕緣層、所述第三高分子聚合物絕緣層、所述第四高分子聚合物絕緣層和所述居間薄膜的材質(zhì)各不相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層、所述第二高分子聚合物絕緣層、所述第三高分子聚合物絕緣層和所述第四高分子聚合物絕緣層的材質(zhì)相同，但與所述居間薄膜的材質(zhì)不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層、所述第二高分子聚合物絕緣層、所述第三高分子聚合物絕緣層和所述第四高分子聚合物絕緣層分別選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜，聚偏氟乙烯中的任意一種，所述居間薄膜選自其中與所述第一高分子聚合物絕緣層和所述第二高分子聚合物絕緣層不同的另外一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層、第一電極、第二高分子聚合物絕緣層、第二電極、居間薄膜、第三高分子聚合物絕緣層、第三電極、第四高分子聚合物絕緣層、第四電極均為柔性平板結(jié)構(gòu)，它們通過(guò)彎曲或變形造成壓電發(fā)電和摩擦起電。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述居間薄膜一側(cè)表面的微納凹凸結(jié)構(gòu)為納米級(jí)至微米級(jí)的凹凸結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述居間薄膜一側(cè)表面的微納凹凸結(jié)構(gòu)為有規(guī)則的凹凸結(jié)構(gòu)，所述凹凸結(jié)構(gòu)為條紋狀、立方體型、四棱錐型或圓柱形中的任意一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極和所述第四電極為金屬薄膜，所述金屬薄膜選自金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦、烙、硒或其合金中的任意一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電和摩擦電混合納米發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一高分子聚合物絕緣層、所述第二高分子聚合物絕緣層、所述第三高分子聚合物絕緣層和所述第四高分子聚合物絕緣層的厚度為100μm-500μm；所述居間薄膜的厚度為50μm-100μm；所述微納凹凸結(jié)構(gòu)的凸起高度小于或等于10μm。