[發明專利]波浪形復合薄膜及其成型設備、成型方法和摩擦發電機

有效

• 申請號: 201611208688.8
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106739197B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 王中林;唐偉;陳寶東
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: B32B3/28
• 分類號: B32B3/28;B32B15/082;B32B15/20;B32B27/30;B32B37/06;B32B37/10;B32B37/08;H02N1/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明涉及發電技術領域，特別涉及一種波浪形復合薄膜及其成型設備、成型方法和摩擦發電機。該波浪形復合薄膜具有多層層狀結構，且沿長度延伸方向，所述波浪形復合薄膜的橫截面為波浪形。該波浪形復合薄膜能夠增大摩擦發電機收集的沖擊能量，進而增大摩擦發電機的電荷轉移量。

技術領域

本發明涉及發電技術領域，特別涉及一種波浪形復合薄膜及其成型設備、成型方法和摩擦發電機。

背景技術

摩擦發電機(TENG)是一種基于納米級摩擦電效應的、能夠將外界環境的機械能轉換為電能的能量收集器件，是由美國佐治亞理工學院王中林教授首次發明的。

摩擦發電機的基本原理為：利用摩擦在材料表面產生電荷，并將產生的電荷中的正、負電荷進行分離，以產生較高的電勢，并利用電勢驅動外電路的電子發生定向移動，以在外電路中產生電流。從而，通過摩擦發電機可將從環境中收集的微弱機械能轉化為電能并加以利用。

多層復合薄膜可作為摩擦發電機的基材，用于實現微小機械能到電能的轉換。但在實際應用過程中，表面平整、光滑的多層復合薄膜雖具備發電機基材的最基本要求，但存在收集的沖擊能量(即突然發生的劇烈震動產生的機械能)較少，使得摩擦發電機輸出的電荷量較小的缺陷。

因此，需要提供一種多層復合薄膜，該多層復合薄膜能夠增大摩擦發電機收集的沖擊能量，以增大摩擦發電機的電荷轉移量。

發明內容

本發明提供了一種波浪形復合薄膜及其成型設備、成型方法和摩擦發電機，該摩擦發電機包括波浪形復合薄膜，該波浪形復合薄膜能夠增大摩擦發電機收集的沖擊能量，進而增大摩擦發電機的電荷轉移量。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種用于摩擦發電機的波浪形復合薄膜，該波浪形復合薄膜具有多層層狀結構，且沿所述波浪形復合薄膜的長度延伸方向，所述波浪形復合薄膜的橫截面為波浪形。

由于波浪形復合薄膜沿長度延伸方向的橫截面為波浪形，與現有技術中表面平整、光滑的多層復合薄膜相比，波浪形復合薄膜因連續的彎曲變形不僅增大了表面積，而且還增大了波浪形復合薄膜在厚度延伸方向的彈性，因此，波浪形復合薄膜用于摩擦發電機、且在彈性形變過程中增大了接觸摩擦的面積，進而增大摩擦發電機收集的沖擊能量以及摩擦發電機的電荷轉移量，并且能夠使摩擦發電機的電荷轉移量增大2～5倍。

因此，該波浪形復合薄膜能夠增大摩擦發電機收集的沖擊能量，進而增大摩擦發電機的電荷轉移量。

優選地，沿所述波浪形復合薄膜的長度延伸方向，所述波浪形復合薄膜的橫截面為正弦波形。

優選地，所述正弦波形的振幅為0.5mm～4mm，所述正弦波形的半峰寬為0.5mm～3mm。

優選地，所述波浪形復合薄膜的厚度為10μm～400μm。

優選地，所述波浪形復合薄膜為由有機聚合物層夾設金屬層形成的三層層狀結構。

優選地，所述有機聚合物層為聚氯乙烯層，所述金屬層為鋁層。

另外，本發明提供了一種摩擦發電機，該摩擦發電機包括上述技術方案提供的任意一種波浪形復合薄膜。

本發明還提供了一種上述技術方案提供的任意一種波浪形復合薄膜的成型設備，該成型設備包括：

預熱裝置，所述預熱裝置用于對具有多層層狀結構的復合薄膜進行預熱；

滾壓成型裝置，所述滾壓成型裝置用于對經過預熱的所述復合薄膜進行滾壓成型，以使所述復合薄膜形成橫截面為波浪形的波浪形復合薄膜；

冷卻定型裝置，所述冷卻定型裝置用于對滾壓成型后的所述波浪形復合薄膜進行冷卻和定型；