[實用新型]一種屜式振動俘能電池

有效

• 申請號: 201720696196.1
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN206790189U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 吳越;劉清華;董景石;楊志剛;李新波;韋東東
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙)22212
• 代理人: 李榮武

技術領域

本實用新型屬于壓電發電領域，具體涉及一種屜式振動俘能電池。

背景技術

隨著科學技術的發展，自供電技術在微機電系統供電、無線傳感器網絡節點自供電、軍事用電子產品、生物醫療電子產品、人類生活電子產品等占據越來越重要的地位。傳統干電池或鋰電池體積較大不易于與微機電設備集成，且壽命短，需要維護和更換，同時還存在污染。電磁式壓電自發電電池存在磁體與線圈尺寸較大，輸出電壓較低等問題。而壓電發電裝置可以將環境振動能轉換為機械能，且壓電發電設備易于集成、無電磁干擾、使用壽命長，因此，壓電自發電技術脫穎而出，其中利用環境振動發明的壓電自發電結構越來越多。然而，現有振動壓電俘能電池大多實用于電池發生單一類型的振動，當電池處于滾動或徑向振動時，壓電俘能效率明顯降低。

發明內容

為了解決目前一般的振動俘能電池結構復雜、在電池徑向振動或滾動振動時俘能效率不強的問題，提出了一種屜式振動俘能電池，該屜式振動俘能電池由電池頂蓋、電池外殼、中間壓電懸臂梁和兩邊壓電懸臂梁構成，所述電池頂蓋和電池外殼組成密封的圓柱形腔體，腔體內部屜槽內安裝三個壓電懸臂梁，當電池體作滾動或徑向受振動時，壓電懸臂梁在屜槽內往復振動，同時三個壓電懸臂梁正中布置的質量塊之間會相互碰撞，加強壓電懸臂梁形變量及振動次數，提升壓電俘能效率。壓電片發出的能量通過導線接到電池頂蓋和電池外殼筒底上布置的電極，再引到外部整流電路和儲能電容，供外部電子元器件使用。該屜式振動俘能電池，主要用于振動或滾動較多的微機電設備，具有結構簡單、免維護、壽命長、節能環保、易于集成等優點。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

本實用新型一種屜式振動俘能電池，包括：電池頂蓋(1)、電池外殼(2)，其特征在于還包括中間壓電懸臂梁(3)和兩個小壓電懸臂梁(4)，所述電池頂蓋(1)為圓片形構件，其上表面正中布置有圓形凸臺電極；所述電池外殼(2)為一帶底的圓筒形構件，圓筒內部布置三個沿圓筒軸線方向的屜槽，筒底布置有電極；所述電池頂蓋(1)與電池外殼(2)連接構成圓柱形電池密封腔體；所述中間壓電懸臂梁(3)和兩個小壓電懸臂梁(4)結構一樣，尺寸不同，中間壓電懸臂梁(3)由彈性基板(31)、壓電片(32)和質量塊(33)組成，彈性基板(31)由一個矩形懸臂梁和固定懸臂梁的邊框組成，壓電片(32)對稱粘貼在矩形懸臂梁上下表面，質量塊(33)對稱粘貼在壓電片正中；所述中間壓電懸臂梁(3)和兩個小壓電懸臂梁(4)放置在電池外殼(2)內部屜槽內，并與屜槽留有間隙。

工作時，將此屜式振動俘能電池布置于受振動較多或滾動的微機電設備中，電池內部壓電懸臂梁在屜槽內上下產生碰撞導致壓電懸臂梁發生變形，同時壓電懸臂梁正中布置的質量塊也會相互碰撞，加強壓電懸臂梁形變量和振動次數，壓電片發出的電能通過導線接到電池頂蓋和電池外殼筒底上布置的電極，再引到外部整流電路和儲能電容，供外部電子元器件使用。

附圖說明

圖1是本實用新型一種屜式振動俘能電池安裝關系示意圖。

圖2是本實用新型一種屜式振動俘能電池剖視圖。

圖3是本實用新型一種屜式振動俘能電池中間壓電懸臂梁零件等軸側示意圖。

具體實施方式

參照圖1、圖2和圖3，本實用新型一種屜式振動俘能電池由電池頂蓋(1)、電池外殼(2)、中間壓電懸臂梁(3)和兩邊壓電懸臂梁(4)構成，其中：

所述電池頂蓋(1)為圓片形構件，其上表面正中布置有圓形凸臺電極；所述電池外殼(2)為一帶底的圓筒形構件，圓筒內部布置三個沿圓筒軸線方向的屜槽；所述電池頂蓋(1)與電池外殼(2)粘接構成電池密封腔體；所述中間壓電懸臂梁(3)和兩個小壓電懸臂梁(4)結構一樣，尺寸不同，中間壓電懸臂梁(3)由彈性基板(41)、壓電片(42)和質量塊(43)組成，彈性基板由一個矩形懸臂梁和固定懸臂梁的邊框組成，壓電片(42)對稱粘貼在矩形懸臂梁上下表面，質量塊(43)對稱粘貼在壓電片正中；所述中間壓電懸臂梁(3)和兩個小壓電懸臂梁(4)放置在電池外殼(2)內部屜槽內，并與屜槽留有間隙。

工作時，將屜式振動俘能電池布置于受振動較多或滾動的微機電設備中，電池內部壓電懸臂梁在屜槽內上下產生碰撞導致壓電懸臂梁發生變形，同時壓電懸臂梁正中布置的質量塊也會相互碰撞，加強壓電懸臂梁形變量和振動次數，壓電片之間用導線連接，然后通過導線接到電池頂蓋和電池外殼殼底上布置的電極，再引到外部整流電路和儲能電容，供外部電子元器件使用。