[發明專利]一種兼備柔性發電功能的衣服及其制造方法

有效

• 申請號: 201410112708.6
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103876368A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 周軍;鐘俊文;鐘其澤;胡琦旖
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A41D31/02
• 分類號: A41D31/02;A41H43/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種兼備柔性發電功能的衣服，其特征在于，該衣服包括由紡織線編織而成的網狀框架結構，以及通過并聯方式組裝在此網狀框架結構中的多個發電纖維組，各個發電纖維組由第一組件和第二組件共同組成，其中：

所述第一組件由紡織線和第一導電層共同組成，其中第一導電層的材質選自碳納米管、金、銀、銅或鋁，其均勻包裹在紡織線的整個表面上，并且第一組件的一個末端加工有作為負極的第一電極；

所述第二組件由紡織線、第二導電層和高分子絕緣層共同組成，其中第二導電層的材質選自碳納米管、金、銀、銅或鋁，其均勻包裹在紡織線的整個表面上；高分子絕緣層包裹在第二導電層的表面上，并且留下第二導電層的一個末端不予包裹，由此在此位置加工有作為正極的第二電極；

所述第一、第二組件相互纏繞成雙螺旋結構，并且第一組件上加工有第一電極的末端與第二組件上未加工有電極的末端相固定，第二組件上加工有第二電極的末端與第一組件上未加工固有電極的末端相固定，以此方式，當抖動或按壓衣服時，發電纖維組中的第一、第二組件的相對位置發生變化使得電容也隨著變化，并導致電子在電極兩端的外部電路中來回振蕩，進而形成為交流電流。

2.一種兼備柔性發電功能的衣服，其特征在于，該衣服包括由紡織線編織而成的網狀框架結構，以及通過并聯方式組裝在此網狀框架結構中的多個發電纖維，其中：

各個發電纖維由紡織線、導電層和高分子絕緣層共同組成，其中導電層的材質選自碳納米管、金、銀、銅或鋁，其均勻包裹在紡織線的整個表面上；高分子絕緣層的材質選自聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯三氟乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯這些材料中的一種，其包裹在導電層的表面上，并且留下導電層的一個末端不予包裹，由此在此位置加工有電極；以此方式，當通過操作使得衣服穿戴者的人體與衣服之間的相對距離發生變化使得兩者之間的電容也隨著變化，進而形成交流電流并外部電路予以輸出。

3.如權利要求1或2所述的衣服，其特征在于，所述網狀框架結構、第一組件和第二組件中的紡織線優選選自于以下材料中的任意一種：棉線，蠶絲線，羊毛線，以及以尼龍為代表的化學纖維線。

4.如權利要求1或2所述的衣服，其特征在于，所述高分子絕緣層的材質選自聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯三氟乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯這些材料中的一種。

5.如權利要求4所述的衣服，其特征在于，所述高分子絕緣層與第二導電層相接觸的表面上優選還加工有多個微納米的凹凸結構，由此進一步增加其表面積并提高其吸附電荷的能力。

6.如權利要求5所述的衣服，其特征在于，所述凹凸結構的平均尺寸為100納米～400納米。

7.一種用于制造兼備發電功能的衣服的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

（a）第一組件的制備步驟：

將紡織線裁剪成合適的長度，然后在其表面完整、均勻地包覆第一導電層，并且在第一組件的一端邊緣加工形成第一電極；

（b）第二組件的制備步驟：

將紡織線裁剪成合適的長度，然后在其表面完整、均勻地包覆第二層導電層，然后在該第二導電層的表面均勻地包覆高分子絕緣層，留余一端邊緣不進行包覆用于加工制備第二電極；

（c）衣服本體的制備步驟：

采用紡織工藝將紡織線編織成網狀框架結構以形成衣服本體，在此過程中可根據穿戴者的不同參數來調整衣服本體的規格；

（d）組裝步驟：

將所述第一、第二組件相互纏繞成雙螺旋結構并且第一組件上加工有第一電極的末端與第二組件上未加工有電極的末端相固定，第二組件上加工有第二電極的末端與第一組件上未加工固有電極的末端相固定，以此方式形成一個發電纖維組；然后將多個發電纖維組通過并聯連接的方式編織進衣服本體中，由此完成兼備柔性發電功能的衣服的制造過程。