[發(fā)明專利]一種電氣裝置和制造電氣裝置的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710906911.4
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN108023499B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 支春義;朱旻棽
• 申請（專利權(quán)）人: 香港城市大學(xué)
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02N1/10
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 金旭鵬;肖冰濱

本發(fā)明公開了一種電氣裝置，包括響應(yīng)所經(jīng)受的外部壓力變化而產(chǎn)生電荷的電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)。該電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)依托于織物材料。還提供了一種用于制造這種電氣裝置的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣裝置和用于制造電氣裝置的方法，特別地(但不限于)具有能量收集及轉(zhuǎn)換能力的和用于可穿戴電子設(shè)備的電氣裝置。

背景技術(shù)

電子或電子設(shè)備通常需要電能供給裝置，包括光伏電池、燃料電池和化學(xué)電池，或直接連接到電網(wǎng)中。

便攜式電子設(shè)備，特別是可穿戴設(shè)備通常由諸如電池的便攜式能量源供電。電池只提供有限的循環(huán)穩(wěn)定性，因此便攜式電子設(shè)備僅在有限的電池壽命期間穩(wěn)定工作。而且，電池需要充電的過程，這對于需要具有連續(xù)性操作特性的可穿戴電子設(shè)備很不方便。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電氣裝置，其包括：電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)響應(yīng)于所經(jīng)受外部壓力的變化，從而產(chǎn)生電荷。其中該電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)依托于織物材料或基于織物材料制備。

在第一方面的實施例中，電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)包括一對電極，該對電極之間的相對運動產(chǎn)生電荷。

在第一方面的實施例中，該對電極帶相反電荷。

在第一方面的一個實施方案中，通過靜電感應(yīng)以及摩擦生電來產(chǎn)生電荷。

在第一方面的一個實施方案中，該對電極被布置為當(dāng)該對電極的每一層彼此接觸時接收電荷。

在第一方面的一個實施方案中，當(dāng)在每個層接收電荷之后，該對電極的每個層彼此分離時，在該對電極之間建立電位差。

在第一方面的一個實施方案中，該對電極通過摩擦產(chǎn)生電荷/電能。

在第一方面的一個實施方案中，該對電極包括第一材料層和第二材料層；其中第一材料層和第二材料層被布置成當(dāng)彼此接觸時交換電荷。

在第一方面的一個實施方案中，第一材料層和第二材料層包括不同的電子親合力和/或摩擦極性。

在第一方面的一個實施方案中，第一材料層包括聚四氟乙烯涂層。

在第一方面的一個實施方案中，織物材料包括尼龍。

在第一方面的一個實施方案中，第一材料層被布置成從第二材料層接收電子。

在第一方面的一個實施方案中，第二材料層包括石墨烯涂層。

在第一方面的一個實施方案中，石墨烯涂層被布置成收集在第二材料層中產(chǎn)生的電荷。

在第一方面的一個實施方案中，裝置還包括用于分離第一材料層和第二材料層的間隔層。

在第一方面的一個實施方案中，間隔層具有彈性結(jié)構(gòu)。

在第一方面的一個實施方案中，間隔層經(jīng)受外部壓力時被壓縮，使得第一材料層和第二材料層彼此接觸或接近。

在第一方面的一個實施方案中，第一材料層和第二材料層有間隔層連接。

在第一方面的一個實施方案中，電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)包括該對電極上的多個功能模組(pixel)。

在第一方面的一個實施方案中，所產(chǎn)生電能為與其連接的至少一個電氣部件供電。

在第一方面的一個實施方案中，電荷響應(yīng)于電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)經(jīng)受的外部壓力的變化。

在第一方面的一個實施方案中，電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)被用于可穿戴器件上。

在第一方面的一個實施方案中，電荷產(chǎn)生結(jié)構(gòu)能夠識別的對象的運動模式。