[發明專利]穿戴式石墨烯型駐極體自發電與超級電容一體化編織布

有效

• 申請號: 201810296813.8
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108539837B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 袁曦明
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02N1/08
• 代理公司: 42238 武漢知產時代知識產權代理有限公司
• 代理人: 龔春來

本發明涉及一種穿戴式石墨烯型駐極體自發電與超級電容一體化編織布，包括：石墨烯復合棉線式駐極體自發電與超級電容儲能一體化編織布、分體型石墨烯復合棉線式駐極體自發電與超級電容儲能一體化編織布；石墨烯復合棉線式駐極體自發電與超級電容儲能一體化編織布包括：駐極體自發電部分、石墨烯超級電容儲能部分、柔性整流器件；分體型石墨烯復合棉線式駐極體自發電與超級電容儲能一體化編織布包括：駐極體自發電與超級電容儲能A型復合石墨烯棉線、駐極體自發電與超級電容儲能B型復合石墨烯棉線和柔性整流器件。本發明通過柔性整流器件對石墨烯超級電容存儲自發電電能或對穿戴設備輸出自發電電能。

技術領域

本發明涉及穿戴式設備自供電技術領域，尤其涉及一種穿戴式石墨烯型駐極體自發電與超級電容一體化編織布。

背景技術

近年來，可穿戴設備的市場規模急劇擴大，產品應用覆蓋包括醫療、健康監測、健身、娛樂、工業、軍事等領域，對我們的生活、感知帶來巨大轉變，但其發展也面臨許多技術問題，如：電能持續提供時間仍然是可穿戴設備最大的痛點，目前市場上性能較好可穿戴設備的電能持續提供時間僅僅可以達到3～5天，但大部分產品要求用戶“一日一充”，這無疑給用戶帶來極大不便。目前可穿戴設備電池技術的發展遠遠跟不上其他技術的腳步，而可穿戴設備作為可隨身攜帶的電子產品，其能源及儲存裝置的重要性不言而喻。

近年來，駐極體在機電能量轉化領域的應用得到了廣泛的重視，相關技術的發展十分迅速，得益于其具有突出的優點，有機駐極體材料特別適用于柔性可穿戴電子器件領域，可用來制備機電換能器件來收集人體活動產生的機械能。駐極體發電機利用駐極體在電容之間產生原始電壓差，能夠存儲著一定電荷量。駐極體發電機存儲電荷量的電容在振動激勵下，能夠產生相對位移，并實現電荷的流動，即通過改變電容將振動能產生成電能，這種發電機的優點是無需外加電源。當前，超級電容器發展較快。超級電容器具有壽命長、高功率密度等特點，在現有的穿戴設備儲能裝置中具有極大的應用潛力。

當前可穿戴設備還處于初步發展階段，其設計、功能和能量管理等方面還有系列技術問題有待解決，如：如何解決可穿戴電子設備的自供電問題，如何進一步提高柔性駐極體發電的效率，如何將柔性駐極體發電機應用到可穿戴的棉布中，如何將超級電容器應用到可穿戴的棉布中，如何將柔性駐極體發電機與超級電容器相結合一體化并應用于可穿戴的棉布中等。可穿戴設備發展過程中面臨的這些系列技術問題極待解決。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種穿戴式石墨烯型駐極體自發電與超級電容一體化編織布，通過柔性整流器件能夠對石墨烯超級電容存儲自發電電能或對穿戴設備輸出自發電電能。

為實現上述目的，本發明采用了一種技術方案：一種穿戴式石墨烯型駐極體自發電與超級電容一體化編織布，所述穿戴式石墨烯型駐極體自發電與超級電容一體化編織布包括：駐極體自發電與超級電容儲能復合石墨烯棉線；所述駐極體自發電與超級電容儲能復合石墨烯棉線包括：駐極體自發電部分、石墨烯超級電容儲能部分、柔性整流器件；所述駐極體自發電部分位于石墨烯超級電容儲能部分的外側，二者通過所述柔性整流器件相連接，構成整流電路；由所述駐極體自發電部分產生的發電電能，通過所述柔性整流器件存儲于所述石墨烯超級電容儲能部分中或向穿戴設備輸出發電電能；兩股或兩股以上的駐極體自發電與超級電容儲能復合石墨烯棉線采用相互絞合的編織方式，以形成一個具有雙螺旋結構的駐極體自發電器件。