[發明專利]三維多層電極及包含其的摩擦納米發電機

有效

• 申請號: 201810471188.6
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN110165926B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 許亮;林沛;楊曉丹;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;B32B27/06;B32B33/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 崔亞松

1.一種三維多層電極，其特征在于，該三維多層電極用于摩擦納米發電機，包括：橫向分隔片組和縱向分隔片組，所述橫向分隔片組包括相互間隔的多個橫向分隔片，所述縱向分隔片組包括相互間隔的多個縱向分隔片，

其中，所述橫向分隔片包括由絕緣材料制成的橫向分隔基片、第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極附著在所述橫向分隔基片的上表面和/或下表面，或者由所述橫向分隔基片進行機械連接形成一個整體，并且所述第一電極和第二電極相互絕緣，其中，所述第一電極和所述第二電極相互獨立；

所述縱向分隔片包括由絕緣材料制成的縱向分隔基片、第一連通電極和第二連通電極，所述第一連通電極和第二連通電極相互絕緣，所述第一連通電極與各橫向分隔片上的第一電極連通，所述第二連通電極與各橫向分隔片上的第二電極連通，其中，所述第一連通電極和所述第二連通電極上分別設置摩擦起電材料制成的摩擦材料層。

2.如權利要求1所述的三維多層電極，其中，所述橫向分隔片上設置有接插槽，用于接插所述縱向分隔片；所述縱向分隔片上設置有接插槽，用于接插所述橫向分隔片。

3.如權利要求1所述的三維多層電極，其中，所述三維多層電極還包括連接桿及間隙柱組，所述間隙柱組包括多個間隙柱，所述間隙柱用于將相鄰的橫向分隔片分隔一定的間距，所述橫向分隔片和所述間隙柱具有通孔，所述連接桿交替穿過所述橫向分隔片和所述間隙柱的通孔。

4.如權利要求1所述的三維多層電極，其中，處于中心位置的縱向分隔片被分成兩個部分。

5.如權利要求1所述的三維多層電極，其中，所述橫向分隔基片和所述縱向分隔基片由絕緣材料制成。

6.如權利要求5所述的三維多層電極，其中，所述絕緣材料為聚合物或復合材料。

7.如權利要求1所述的三維多層電極，其中，第一電極和第二電極上分別設置摩擦起電材料制成的摩擦材料層，所述摩擦起電材料選自聚合物、無機氧化物或復合材料。

8.一種摩擦納米發電機，其特征在于，包括：權利要求1-7中任一項所述三維多層電極、封裝外殼和摩擦顆粒組，其中所述封裝外殼具有一內部空間，所述三維多層電極將所述內部空間分隔成多個子空間，所述摩擦顆粒組分布于所述子空間內。

9.根據權利要求8所述的摩擦納米發電機，其中，所述封裝外殼與所述三維多層電極相互絕緣。

10.根據權利要求9所述的摩擦納米發電機，其中，所述封裝外殼由聚合物、復合材料或內表面覆蓋絕緣層的金屬制成。

11.根據權利要求8所述的摩擦納米發電機，其中，所述摩擦顆粒組包括摩擦起電材料制成的多個摩擦顆粒。

12.根據權利要求11所述的摩擦納米發電機，其中，所述摩擦起電材料選自金屬、聚合物、無機氧化物或復合材料。

13.根據權利要求11所述的摩擦納米發電機，其中，所述摩擦顆粒的尺寸為0.5-4mm。

14.根據權利要求8所述的摩擦納米發電機，其中，所述摩擦顆粒為絕緣材料，此時所述第一電極和第二電極上設置或不設置摩擦材料層。

15.根據權利要求8-14任一項中所述的摩擦納米發電機，其中，所述摩擦納米發電機的封裝外殼上還包括負重部件，使摩擦納米發電機整體的重心在浮心的下方位置。

16.一種摩擦納米發電系統，包括如權利要求8-15任一項所述的摩擦納米發電機和整流電路，其中所述整流電路包括整流橋和電容，所述整流橋的輸入端與所述摩擦納米發電機的電極相連，所述整流橋的輸出端與所述電容的兩端相連。

17.一種權利要求16中所述摩擦納米發電系統在利用波浪能、風能、擺動能或振動能發電中的應用。