[發(fā)明專利]一種基于織物的柔性摩擦發(fā)電機及其制造方法

有效

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• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111478618B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 肖淵;劉進超;馬麗萍;陳馳;呂曉來
• 申請（專利權(quán)）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

本發(fā)明公開了一種基于織物的柔性摩擦發(fā)電機，包括織物a和織物b，織物a一側(cè)設置有第一電極，織物b一側(cè)設置有第二電極，第一電極和第二電極相對設置，且均引出導線，第二電極表面設置有高分子聚合物薄膜。本發(fā)明還公開了一種基于織物的柔性摩擦發(fā)電機的制造方法，首先，進行預處理、打印溶液a、b的配制，然后將打印溶液a、打印溶液b分別裝入壓電式雙噴頭微滴噴射打印系統(tǒng)的噴頭a、噴頭b；再噴射打印，然后制備高分子聚合物薄膜，將第一電極粘貼在織物a的下表面引出導線，將第二電極引出導線，并相對設置，得到基于織物的柔性摩擦發(fā)電機。解決了現(xiàn)有的摩擦發(fā)電機的可穿戴性差、供電持續(xù)性弱、制備工藝復雜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于織物的柔性摩擦發(fā)電機，本發(fā)明還涉及上述柔性摩擦發(fā)電機的制造方法。

背景技術(shù)

智能可穿戴產(chǎn)品是新興的一類智能紡織品。目前，智能可穿戴產(chǎn)品中的微功耗無線傳感器供電主要是依靠鋰離子電池，但是由于其壽命有限，還存在污染環(huán)境的潛在風險，使得智能可穿戴產(chǎn)品的發(fā)展受到一定的影響。

目前，對智能可穿戴產(chǎn)品中的微功耗無線傳感器節(jié)點供電的方式有壓電式、摩擦式和電磁式。其中，利用摩擦起電和靜電感應原理制備的摩擦式發(fā)電機能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)化為電能，是解決無線傳感器供電問題的新技術(shù)，而且在人體活動等低頻能量收集方面有著獨特的優(yōu)勢。然而，現(xiàn)有的摩擦發(fā)電機大多為剛性，其便攜性、柔韌性、可穿戴性較差，供電持續(xù)性弱，且制造工藝復雜、成本高；因此，探索一種柔性化、低成本、制備工藝簡單的摩擦發(fā)電機是解決當前智能可穿戴產(chǎn)品供電問題的新難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于織物的柔性摩擦發(fā)電機，解決了現(xiàn)有的摩擦發(fā)電機的柔韌性、可穿戴性差、供電持續(xù)性弱的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種基于織物的柔性摩擦發(fā)電機的制造方法，解決了現(xiàn)有的摩擦發(fā)電機制備工藝復雜、成本高的問題。

本發(fā)明所采用的一種技術(shù)方案是，一種基于織物的柔性摩擦發(fā)電機，包括織物a和織物b，織物a一側(cè)設置有第一電極，織物b一側(cè)設置有第二電極，第一電極和第二電極相對設置，且均引出導線，第二電極表面設置有高分子聚合物薄膜。

本發(fā)明的特點還在于：

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。

第一電極為金屬、合金中的任意一種；金屬為銀、鋁、銅、錫或鐵箔；合金為鋁合金、鎂合金或錫合金膠帶。

高分子聚合物薄膜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。

第二電極為銀電極。

本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是，一種基于織物的柔性摩擦發(fā)電機的制造方法，具體按照以下步驟實施：

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(zhì)，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的二維移動平臺上，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(tǒng)的噴頭a，將打印溶液b裝入壓電式雙噴頭微滴噴射打印系統(tǒng)的噴頭b，噴頭a、噴頭b均連接有驅(qū)動電源，驅(qū)動電源、二維移動平臺均連接有控制器，控制器連接有高速相機；

步驟4、打印