[實用新型]一種摩擦發(fā)電機及其組成的摩擦發(fā)電機組

有效

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• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN203617931U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 王珊;馮順;王小雄;郭竟
• 申請（專利權）人: 納米新能源（唐山）有限責任公司
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術領域

本實用新型涉及納米技術領域，尤其涉及一種摩擦發(fā)電的納米發(fā)電機領域。?

背景技術

采用納米技術構建的能量收集和轉換裝置，在自供電納米系統(tǒng)中起關鍵作用，由于其環(huán)保、節(jié)能、自驅動性質而日益受到廣泛關注。隨著王中林教授研究組研發(fā)的壓電納米發(fā)電機首次將機械能轉換為電能以來，以壓電和摩擦電為基礎的不同結構和材料的納米發(fā)電機相繼問世。目前，納米發(fā)電機已能夠驅動小型液晶顯示屏、低功率發(fā)光二極管以及微型電子器件和模塊等，但是發(fā)電機的輸出功率仍然是制約其發(fā)展和應用的關鍵因素。?

因此，尋找能夠高功率輸出的納米發(fā)電機成為業(yè)界目前亟待解決的技術問題。?

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題是提供一種高功率輸出的摩擦發(fā)電機及其制備方法。?

具體來說，本實用新型通過如下技術方案解決上述技術問題的。?

一種摩擦發(fā)電機，包括第一基板、第二基板，彈性部件，所述第一基板與第二基板相對設置，通過彈性部件支撐連接；在第一基板上與第二基板相對的方向依次設置有第一支撐材料層、第一電極層、第一高分子聚合物絕緣層；在第二基板上與第一基板相對的方向依次設置有第二支撐材料層、第二電極層、第二高分子聚合物絕緣層；其中所述第一支撐材料層和第二支撐材料層在垂直于基板方向的截面為鋸齒狀。?

其中所述鋸齒是三角形、長方形、正方形或梯形。?

其中所述第一支撐材料層和第二支撐材料層在垂直于基板方向的截面為鋸齒狀，鋸齒狀為三角形或梯形時，第一支撐材料層的第一傾角大于第二支撐材料層的第二傾角。?

其中所述第一支撐材料層硬度低于第二支撐材料層。?

其中所述第一支撐材料層的的材料選自發(fā)泡材料或彈性材料，優(yōu)選為海綿和/或泡沫。?

其中所述第二支撐材料層的材料選自亞克力、玻璃、不銹鋼、陶瓷或聚四氟乙烯中的任一種。?

其中所述第一基板和第二基板選自亞克力、玻璃、不銹鋼、陶瓷、高分子聚合物材料中的一種或幾種，或其它具有力學剛性的材料。?

所述第一電極層和第二電極層選自鍍有銦錫金屬氧化物的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）層，具有電傳導性的金屬或合金層、石墨烯涂層、銀納米線涂層、或其他透明導電膜中任一種。導電膜優(yōu)選為鋁摻雜鋅氧化物（AZO）、氟摻雜錫氧化物（FTO）；優(yōu)選的金屬可以是金、銀、鉑、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鉬、鎢或釩；優(yōu)選的合金可以是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、錳合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、鉍合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鉬合金、鈮合金或鉭合金。?

其中所述第一高分子聚合物絕緣層材料或第二高分子絕緣層材料選自聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、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、聚丙烯酸酯聚合物薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、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、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽中的任一種,或摻雜氧化鋅納米線且具有微孔結構的聚偏氟乙烯中的任一種。?

其中所述第二高分子聚合物絕緣層的組成材料優(yōu)選人造纖維、聚酯纖維、?或具有微孔結構的纖維中的任一種。?

其中所述彈性部件為彈簧；優(yōu)選彈簧選自金屬、合金或彈性塑料材料中的任一種。?

本實用新型的摩擦發(fā)電機還包含輸出電極端，其分別連接到第一電極層或第二電極層。?

本實用新型還提供一種摩擦發(fā)電機組，包括兩個或兩個以上串聯或并聯的所述的摩擦發(fā)電機。?

本實用新型的有益效果如下：?

本實用新型提供的具有鋸齒狀結構的摩擦發(fā)電機，其主要技術優(yōu)勢包括如下幾個方面。?

（1）現有的彈簧平面結構納米發(fā)電機，其兩個摩擦面的接觸面積受到發(fā)電機尺寸的嚴格限制，而發(fā)電機摩擦面的接觸面積直接決定了其輸出功率，本實用新型提供的具有鋸齒狀結構的單層或多層摩擦發(fā)電機，具有更高的輸出功率；?

（2）本實用新型提供的發(fā)電機在相同外形尺寸情況下，具有更大的接觸面積，從而能夠輸出更高功率。?