[發明專利]靜電發電機、提高輸出功率的方法、充電方法和穿戴設備

有效

• 申請號: 201910697692.2
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110323962B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 葉雄英;吳子博;畢明朝
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02N1/08
• 分類號: H02N1/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 方芳

1.一種靜電發電機，其特征在于，包括：

轉子，所述轉子包括正負荷電駐極體，所述正負荷電駐極體包括駐極體本體，所述駐極體本體上間隔交替形成荷正電區域和荷負電區域，所述駐極體本體上形成有交替布置的第一荷電駐極體和第二荷電駐極體，所述第一荷電駐極體和所述第二荷電駐極體的一個位于所述荷正電區域，所述第一荷電駐極體和所述第二荷電駐極體的另一個位于所述荷負電區域；

定子，所述定子包括定子基底和電極，所述電極上對應所述第一荷電駐極體和所述第二荷電駐極體設有同等數量和位置相對應的電極體，所述定子基底采用介電常數為1～3的發泡材料制成；所述發泡材料包括發泡聚丙烯、發泡聚氯乙烯、發泡聚苯乙烯、發泡ABS塑料、發泡聚乙烯中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的靜電發電機，其特征在于，所述轉子包括轉子基底，所述轉子基底上連接有所述正負荷電駐極體，所述轉子基底采用所述發泡材料制成。

3.根據權利要求2所述的靜電發電機，其特征在于，所述轉子基底和所述正負荷電駐極體之間采用粘膠層連接，所述粘膠層的介電常數大于2.5，所述正負荷電駐極體形成為厚度0.001mm～0.3mm的駐極體膜。

4.根據權利要求1所述的靜電發電機，其特征在于，所述正負荷電駐極體形成為厚度0.5～3mm的駐極體板。

5.一種正負荷電駐極體的充電方法，其特征在于，所述正負荷電駐極體為根據權利要求1-4中任一項所述的靜電發電機中的正負荷電駐極體，所述正負荷電駐極體采用圖形化充電電極充電，所述圖形化充電電極對所述正負荷電駐極體充電時基于接觸微放電使所述正負荷電駐極體上形成電荷相反的第一荷電駐極體和第二荷電駐極體。

6.根據權利要求5所述的正負荷電駐極體的充電方法，其特征在于，所述圖形化充電電極包括相對設置的充電電極對，充電方法包括以下步驟：

S1：將所述正負荷電駐極體置于所述充電電極對之間，對所述圖形化充電電極施加-300V～-30000V的負電壓充電1～30min或對所述圖形化充電電極施加+300V～+30000V的正電壓充電1～30min；

S2：將步驟S1中的所述充電電極對中的一個充電電極移除，并將所述正負荷電駐極體的第一荷電駐極體與第二荷電駐極體的位置相換，再將移除的所述充電電極復位，對所述圖形化充電電極施加與步驟S1中性質相反、大小相等的電壓、相同的時間進行充電；或對所述圖形化充電電極施加與步驟S1中性質相反、大小相等的電壓、時間小于步驟S1中的充電時間進行充電；

S3：充電完畢后揭除所述圖形化充電電極，得到帶有電荷相反的第一荷電駐極體和第二荷電駐極體的所述正負荷電駐極體。

7.根據權利要求5所述的正負荷電駐極體的充電方法，其特征在于，在充電過程中采用的所述圖形化充電電極包括：第一極板和第二極板，所述第一極板和所述第二極板相對設置，所述第一極板上間隔設有多個第一電極，所述第二極板上間隔設有多個第二電極，所述第一電極、所述第二電極與所述第一荷電駐極體的區域對應設置，或所述第一電極、所述第二電極與所述第二荷電駐極體對應設置。

8.根據權利要求5所述的正負荷電駐極體的充電方法，其特征在于，在對所述正負荷電駐極體充電的同時進行加熱。

9.一種提高靜電發電機的輸出功率的方法，其特征在于，所述靜電發電機為根據權利要求2～4中任一項所述的靜電發電機，將充電后的所述正負荷電駐極體的一面粘接粘膠層，和/或利用水或酒精擦拭所述正負荷電駐極體的一面。

10.一種穿戴設備，其特征在于，包括根據權利要求1-4中任一項所述的靜電發電機，所述靜電發電機用于為所述穿戴設備提供電能。