[實用新型]摩擦發電機用復合薄膜電極及其應用

有效

• 申請號: 201620956851.8
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN206154847U
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 趙豪;王珊;付曉玥;李運霄;崔婧;馮明慧
• 申請（專利權）人: 納智源科技（唐山）有限責任公司
• 主分類號: B32B37/06
• 分類號: B32B37/06;B32B37/08;H02N1/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本實用新型涉及化工領域，具體地，涉及復合薄膜電極及其應用，更具體地，涉及復合薄膜電極、摩擦發電機和發電鞋。

背景技術

膜電極作為摩擦發電機的一個關鍵部件，其本身性質對摩擦發電機的發電能力影響極大。現有的摩擦發電機的膜電極采用聚合物膜鍍金屬層，在受力比較大的情況下，聚合物膜上的鍍金屬層容易脫落，并且，使用導電膠帶作為電極膜的原料，容易老化、生產成本高、貼膜工藝復雜。

由此，現有的膜電極有待改進。

實用新型內容

本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種復合薄膜電極，電極層設置在第一薄膜層和第二薄膜層之間，不易脫落。

因而，根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種摩擦發電機用復合薄膜電極。根據本實用新型的實施例，該復合薄膜電極包括：第一薄膜層；電極層，所述電極層覆蓋在所述第一薄膜層的至少部分表面上；第二薄膜層，所述第二薄膜層覆蓋在所述第一薄膜層和所述電極層的表面上。

根據本實用新型實施例的復合薄膜電極，電極層設置在第一薄膜層和第二薄膜層之間，相對于現有的表面鍍金屬層的薄膜電極，該電極層的結合牢固，不易脫落，并且電極層和薄膜層能夠實現完美的接觸和貼合，從而使采用這種電極結構的摩擦發電機輸出電性能得到很大提高。

任選地，電極層的厚度不受特別的限制，可以根據生產的強度需求進行調節。電極層的強度隨著厚度的增加而增大，當電極層的厚度為50～200微米時，保證復合薄膜電極具有足夠的強度與較小的厚度。

任選地，所述電極層的面積與所述第一薄膜層的面積比為0.5-1：1。

任選地，電極層可以由導電高分子聚合物構成，也可以由導電高分子聚合物和金屬納米顆粒構成。該電極層制備工藝簡單、成本低、容易復合。

進一步任選地，根據本實用新型的實施例，導電高分子聚合物選自聚噻吩基導電高分子聚合物、聚吡咯導電高分子聚合物、聚苯硫醚導電高分子聚合物、聚苯胺導電高分子聚合物的至少一種，優選導電高分子聚合物是聚噻吩基導電高分子聚合物，具體地，是基于聚噻吩基的導電高分子聚合物水溶液，該聚噻吩基導電高分子聚合物在水中的分散性和熱穩定性好。根據本實用新型的優選實施例，聚噻吩基的導電高分子聚合物含量為1.2-1.4重量％，聚合物的分散效果更佳，并且與水、醇或具有高介質常數的溶劑良好地混容，用此溶劑稀釋的涂敷液易于涂敷。

進一步任選地，金屬納米顆粒為選自金納米顆粒、銀納米顆粒、銅納米顆粒、鈀納米顆粒和釕納米顆粒的至少一種。由此，金屬納米顆粒的導電性和分散性好。

金屬納米顆粒的粒徑因導電膜的用途所需要的散射的程度而異，并且其形狀不能一概而論。任選地，金屬納米顆粒的平均粒徑為5nm-200nm時，金屬納米顆粒的導電性和分散性更佳。

任選地，導電高分子聚合物和金屬納米顆粒的重量比為1：0.001-0.1。由此，電極層的導電性好，成本低。如有金屬納米顆粒比例過低，則對于膜的導電性能無明顯影響，而如果金屬納米顆粒比例過高，雖然在一定程度上增加導電性，但顯著提高了生產成本，實際應用性下降。

任選地，電極層是由金屬網構成的。

任選地，金屬網孔徑為100-800微米。

任選地，金屬網是由金屬線按平行密排、局部搭接、十字搭接或菱形搭接方式構成。

任選地，所述第一薄膜層和所述第二薄膜層分別獨立地由熱固型高分子材料形成，優選硅膠和聚對苯二甲酸乙二醇酯，其中，所述硅膠優選為聚二甲基硅氧烷。

任選地，所述第一薄膜層的厚度為50-200微米，所述第二薄膜層的厚度為50-200微米。

在此基礎上，根據本實用新型的另一方面，本實用新型提供了一種摩擦發電機。根據本實用新型的實施例，所述摩擦發電機包括前述的復合薄膜電極。由此，摩擦發電機采用的該復合薄膜電極的電極層設置在第一薄膜層和第二薄膜層之間，電極層的結合牢固，不易脫落，使摩擦發電機的使用壽命延長，并且摩擦發電機的成本更低。

在此基礎上，根據本實用新型的另一方面，本實用新型提供了一種發電鞋。根據本實用新型的實施例，所述發電鞋包括前述的復合薄膜電極，或者前述的摩擦發電機。

根據本實用新型實施例的發電鞋，在鞋內設置前述的復合薄膜電極或者前述的摩擦發電機，由于復合薄膜電極的電極層設置在第一薄膜層和第二薄膜層之間，相對于現有的表面鍍金屬層的薄膜電極，該電極層的結合牢固，解決了現有的發電鞋在受力較大的情況下電極易脫落的問題，發電鞋的質量更好，使用壽命更長。