[發明專利]一種用于摩擦發電機的復合柔性碳凝膠電極及其制備方法

有效

• 申請號: 202010154134.4
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111446882B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 胡陳果;劉怡珂;劉文林;郭恒宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02N1/08;H01B13/00;H01B5/14;H01B5/16;H01B1/18;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭麗

1.一種用于摩擦發電機的復合柔性碳凝膠電極，其特征在于，包括導電碳凝膠，所述導電碳凝膠由微米級的粗碳粉、納米級的細碳粉和柔性硅膠按一定比例混合制成，所述粗碳粉和所述細碳粉按照(4～7)：(1.5～3)：60的比例加入所述柔性硅膠中制作成凝膠電極，所述柔性硅膠為雙組分硅膠，由A液和B液混合均勻后凝固制成，A液與B液的體積比為1:2～2:1。

2.根據權利要求1所述的一種用于摩擦發電機的復合柔性碳凝膠電極，其特征在于，所述導電碳凝膠通過自身吸附力連接有緩沖層。

3.根據權利要求2所述的一種用于摩擦發電機的復合柔性碳凝膠電極，其特征在于，所述緩沖層的表面設置有凹槽結構，所述導電碳凝膠設置在所述緩沖層的凹槽內。

4.一種如權利要求1-3任一項 所述的復合柔性碳凝膠電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.將硅膠A、B按照體積比1:2～2:1混合并攪拌均勻，得到混合硅膠，備用；

S2.按照納米碳粉與混合硅膠重量比為1:40～1:20，取納米碳粉加入攪拌均勻的混合硅膠中，再次攪拌均勻；

S3.按照微米碳粉與混合硅膠重量比為1:15～7:60，取微米碳粉加入摻有納米碳粉的混合硅膠中，攪拌均勻；

S4.制作帶有凹槽的緩沖層，將步驟S3得到的混合物倒入凹槽中抹平后，在其表面蓋上一張光滑的稱量紙；將制備好的樣品夾在兩塊基板之間，并將其放置在臺虎鉗上擠壓6-10h；

S5.取出樣品，輕輕揭下稱量紙即得到設置在緩沖層中的復合柔性碳凝膠電極。

5.根據權利要求4所述的復合柔性碳凝膠電極的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，微米碳粉分批次加入摻有納米碳粉混合硅膠中。

6.一種摩擦發電機，包括能夠接觸與分離的上電極和下電極，以及設置在所述上電極下表面和/或設置在所述下電極上表面的介電膜，其特征在于，所述上電極和所述下電極的至少一個為權利要求1-5任一項所述的復合柔性碳凝膠電極。

7.根據權利要求6所述的摩擦發電機，其特征在于，所述下電極為所述復合柔性碳凝膠電極，所述介電膜吸附在所述復合柔性碳凝膠電極的導電碳凝膠上；所述摩擦發電機還包括緩沖層和拱形基底；所述復合柔性碳凝膠電極設置在所述緩沖層之上，所述緩沖層設置在所述拱形基底上，所述拱形基底設置在下基板上，所述上電極設置在上基板下方。

8.根據權利要求7所述的摩擦發電機，其特征在于，所述拱形基底的中間凸起、兩邊凹下，所述拱形基底的截面成拋物線狀，所述拱形基底中間凸起的最大高度H與所述拱形基底的長度L之比為1:10～1:100；或者所述拱形基底的中間凹下、兩邊凸起，所述拱形基底的截面為開口向上的拋物線，所述拱形基底中間凹下的最大深度h與所述拱形基底的長度L之比為1:10～1:100，其中，所述拱形基底的長度L為成拋物線狀的拱形基底截面的跨度。