[發(fā)明專利]一種自清潔自充電能量系統(tǒng)及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710737171.6
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107546829A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張躍;張茜;梁齊杰;廖慶亮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/32;H01G11/10;H01G11/84
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種自清潔自充電能量系統(tǒng)，其特征在于，所述自充電能量系統(tǒng)可通過具有疏水疏油雙疏表面的水能摩擦納米發(fā)電機(jī)將水能轉(zhuǎn)化為電能，并將轉(zhuǎn)換的能量存儲在纖維型超級電容器中的，同時所述自充電能量系統(tǒng)具有自清潔功能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔自充電能量系統(tǒng)，其特征在于，所述自清潔自充電能量系統(tǒng)包括自清潔摩擦納米發(fā)電機(jī)和纖維型超級電容器，所述自清潔摩擦納米發(fā)電機(jī)設(shè)置于纖維型超級電容器之上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自清潔自充電能量系統(tǒng)，其特征在于，所述自清潔摩擦納米發(fā)電機(jī)包括摩擦層和功能薄膜層，所述摩擦層使用PTFE，以Al薄膜做電極，所述功能薄膜層位于PTFE表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自清潔自充電能量系統(tǒng)，其特征在于，所述功能薄膜層為一種疏水疏油薄膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自清潔自充電能量系統(tǒng)，其特征在于，所述纖維型超級電容器由附著有復(fù)合活性物的電極和固態(tài)電解質(zhì)組成。

6.一種自清潔自充電能量系統(tǒng)的制造方法，基于上述權(quán)利要求1-5之一所述的自清潔自充電能量系統(tǒng)，其特征在于，所述制造方法包括：

S1：制備自清潔摩擦納米發(fā)電機(jī)的摩擦層和功能薄膜層；

S2：制備纖維型超級電容器；

S3：將四個S2中制備的纖維性超級電容器串聯(lián)在一起；

S4：將S1中制備的清潔摩擦納米發(fā)電機(jī)設(shè)置在纖維型超級電容器上，并用PDMS進(jìn)行封裝。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述S1包括：

S11：使用PTFE作為摩擦層，并以Al薄膜做電極；

S12：將硅粉顆粒分散入溶劑中；

S13：將S12中溶液轉(zhuǎn)移到噴槍中，并噴涂在清潔后的PTFE薄膜上；

S14：將三甲基氧硅烷噴涂在干燥后的上述膜上，在100℃干燥24小時。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述PTFE可替換為：PVC、PAN、PVDF或PDMS。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述S2包括：

S21:準(zhǔn)備好若干根5cm長的碳纖維；

S22：用鑷子將碳纖維放入盛有復(fù)合活性物溶液的樣品瓶中，充分浸泡24h，使復(fù)合活性物附著在碳纖維表面；

S23：將上一步浸泡的碳纖維取出進(jìn)行烘干處理，溫度設(shè)置為60℃，烘干約10min，完成第一次附著處理；

S24:重復(fù)5次S22和S23的復(fù)合活性物附著處理，保證了碳纖維上有充足的活性物質(zhì)；

S25：加熱PVA/H₂SO₄固態(tài)電解液使之黏度降低，呈流體狀；

S26：用完成第5次附著處理的碳纖維電極蘸取PVA/H₂SO₄電解液，并晾干12h，此步驟重復(fù)兩次，使電解液將電極充分包裹；

S27：取兩根上一步晾干好的碳纖維電極，并進(jìn)行封裝處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述PVA/H₂SO₄可替換為：PVA/KOH或PVA/Na₂SO₄。