[發明專利]一種基于織物的柔性摩擦發電機及其制造方法

有效

• 申請號: 202010322731.3
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111478618B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 肖淵;劉進超;馬麗萍;陳馳;呂曉來
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02N1/08;D06B1/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 韓玙

1.一種基于織物的柔性摩擦發電機，其特征在于，包括織物a和織物b，所述織物a一側設置有第一電極(1)，所述織物b一側設置有第二電極(3)，所述第一電極(1)和第二電極(3)相對設置，且均引出導線(2)，所述第二電極(3)表面設置有高分子聚合物薄膜(4)；

所述第一電極(1)為金屬、合金中的任意一種；

所述金屬為銀、鋁、銅、錫或鐵箔；所述合金為鋁合金、鎂合金或錫合金膠帶；

所述第二電極(3)為銀電極；

所述銀電極沉積在織物b表面，所述銀電極由溶液微滴按照預定軌跡噴射在織物b表面形成；

所述柔性摩擦發電機具體按照以下步驟制備：

步驟1、預處理

采用陽離子脂肪酰胺溶液浸泡織物b，去除雜質，將浸泡后的織物b進行烘干、定形處理，然后平鋪在安裝于底座(6)的二維移動平臺(7)上，備用；

步驟2、打印溶液a、b的配制

將適量原料a溶于去離子水，攪拌均勻使其充分溶解后，分別采用單層慢速濾紙、雙層慢速濾紙進行過濾，得到打印溶液a；將適量硝酸銀粉末溶于去離子水，攪拌均勻使其充分溶解后，分別采用單層慢速濾紙、雙層慢速濾紙進行過濾，得到打印溶液b，備用；

步驟3、將打印溶液a裝入壓電式雙噴頭微滴噴射打印系統的噴頭a(8)，將打印溶液b裝入壓電式雙噴頭微滴噴射打印系統的噴頭b(9)，噴頭a(8)、噴頭b(9)均連接有驅動電源(10)，所述驅動電源(10)、二維移動平臺(7)均連接有控制器(12)，所述控制器(12)連接有高速相機(11)；

步驟4、噴射打印

啟動高速相機(11)，采集噴射打印的動態過程，并反饋給控制器(12)；所述控制器(12)控制二維移動平臺(7)按照預定軌跡相對于噴頭a(8)移動，同時控制驅動電源(10)驅動噴頭a(8)中的打印溶液a噴出，并沉積在織物b上；

所述控制器(12)控制二維移動平臺(7)移動至初始位置，重新按照預定軌跡相對于噴頭b(9)移動，同時控制驅動電源(10)驅動噴頭b(9)中的打印溶液b噴出，二維移動平臺(7)重復與打印溶液a的沉積軌跡，形成預定軌跡的第二電極(3)；

步驟5、采用無水乙醇沖洗打印有第二電極(3)的織物b，去除殘留液及不完全反應物，將其放置到固化爐內進行烘干處理，備用；

步驟6、選取適量原料c，將所述原料c放置到超聲清洗機中進行超聲處理，去除原料c中的空氣，備用；

步驟7、將步驟5中的織物b平鋪在模具內，在第二電極(3)表面涂覆原料c后，放置到真空加熱箱中進行固化處理，得到帶有高分子聚合物薄膜(4)的第二電極(3)；

步驟8、將第一電極(1)粘貼在織物a的下表面，并引出導線(2)，將步驟7中的第二電極(3)引出導線(2)，第一電極(1)和第二電極(3)相對設置，得到基于織物的柔性摩擦發電機。

2.如權利要求1所述的一種基于織物的柔性摩擦發電機，其特征在于，所述織物a和織物b均為平紋織物、斜紋織物、緞紋織物中的任意一種。

3.如權利要求1所述的一種基于織物的柔性摩擦發電機，其特征在于，所述高分子聚合物薄膜(4)為聚二甲基硅氧烷薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚酰亞胺薄膜、聚甲基丙烯酸酯薄膜中的任意一種。

4.如權利要求1所述的一種基于織物的柔性摩擦發電機的制造方法，其特征在于，步驟1中，烘干處理的溫度為30～40℃，時間為3～10min；步驟5中，烘干處理的溫度為40～60℃，時間為3～5min。

5.如權利要求1所述的一種基于織物的柔性摩擦發電機的制造方法，其特征在于，步驟2中，所述原料a和去離子水的質量比為3～5：10～12，所述原料a為抗壞血酸、檸檬酸或草酸，所述打印溶液a的質量體積濃度為296g/m³～300g/m³；

所述硝酸銀粉末和去離子水的質量比1～5：2～10，所述打印溶液b的質量體積濃度為496g/m³～500g/m³。