[發明專利]柔性可穿戴供電裝置及制造方法

有效

• 申請號: 202010499736.3
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111641249B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 馮雪;焦陽;張迎超
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02J7/00;H01M6/04
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種柔性可穿戴供電裝置，其特征在于，所述裝置包括：

電壓產生模塊，包括電極負載層、分隔層及微通道層，所述電極負載層、所述分隔層及所述微通道層由柔性形狀記憶材料制成，且利用所述柔性形狀記憶材料將所述裝置的形狀設置為與生物體的可穿戴位置的形狀相對應的形狀，以使所述裝置通過形狀記憶形變卡壓在所述可穿戴位置；

所述電極負載層上設置有至少一對電極，其中，每對電極的各個電極的電化學活性不同；

所述分隔層在所述電極負載層下方，所述分隔層上設置有與所述電極對應的多個通孔；

所述微通道層在所述分隔層下方，所述微通道層上設置有與所述通孔對應的多個汗液貯存腔，所述微通道層用于收集汗液，并將汗液貯存于所述汗液貯存腔中，所述電極被設置為通過所述通孔與所述汗液貯存腔連通，在所述汗液貯存腔中存在汗液時，產生第一電壓；

電壓處理模塊，電連接于所述電壓產生模塊，用于對所述第一電壓進行整流、濾波、穩壓以得到第二電壓，并用于存儲及輸出所述第二電壓；

其中，所述電極負載層設置有多個電極溝槽、多個連接部溝槽、多個導線溝槽及多個引線孔、多個連接部、多個導線、多個引線電極，所述電極設置于所述電極溝槽中，所述導線設置于所述導線溝槽中，所述電極與所述導線之間的設置有連接部，所述連接部設置于所述連接部溝槽中，多個電極通過設置于所述引線孔的引線電極串聯連接，其中，

所述電極溝槽的寬度與所述電極的寬度相同，所述電極溝槽的深度不超過所述電極的厚度，所述連接部溝槽的深度、寬度與所述連接部的厚度、寬度相同，所述導線溝槽的深度、寬度大于所述導線的深度、寬度，用于為所述導線的離面變形提供空間，所述引線孔貫穿所述電極負載層，形狀與所述引線電極相同，

其中，所述導線為蛇形分形結構；

其中，所述汗液貯存腔的第一端包括微毛細管閥，所述微毛細管閥連通空氣，用于提供毛細力，

所述汗液貯存腔的第二端包括汗液注入孔，用于在接觸到汗液時通過微毛細管閥提供的毛細力將汗液吸取并傳輸至所述汗液貯存腔，

其中，每對汗液貯存腔之間設置有連通管，所述分隔層用于封閉所述汗液注入孔、所述微毛細管閥、所述連通管的上表面。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電壓處理模塊包括柔性印制電路板、整流單元、濾波單元、穩壓單元、儲能單元及開關單元，所述穩壓單元、所述整流單元、所述濾波單元、所述儲能單元及所述開關單元設置于所述柔性印制電路板上，其中：

所述整流單元，用于對所述第一電壓進行整流處理，得到第二電壓；

所述濾波單元電連接于所述整流單元，用于對所述第二電壓進行濾波處理；

所述穩壓單元電連接于所述濾波單元，用于對濾波處理后的所述第二電壓進行穩壓處理；

所述儲能單元用于存儲穩壓處理后的第二電壓；

所述開關單元電連接于所述穩壓單元及所述儲能單元之間，用于控制所述穩壓單元向所述儲能單元供電或控制所述儲能單元向外界供電。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述整流單元包括第一電阻、第一運算放大器、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一二極管、第二二極管及第二運算放大器，

其中，所述第一電阻的第一端用于接收所述第一電壓，所述第一電阻的第二端電連接于所述第一運算放大器的負向輸入端、第二電阻的第一端及所述第三電阻的第一端，

所述第一運算放大器的正向輸入端用于輸入所述第一電壓，所述第一運算放大器的輸出端電連接于所述第一二極管的負極及所述第二二極管的正極，

所述第一二極管的正極電連接于所述第二電阻的第二端及所述第四電阻的第一端，所述第二二極管的負極電連接于所述第三電阻的第二端及所述第五電阻的第一端，

所述第二運算放大器的負向輸入端電連接于所述第四電阻的第二端及所述第六電阻的第一端，所述第二運算放大器的正向輸入端電連接于所述第五電阻的第二端，所述第二運算放大器的輸出端電連接于所述第六電阻的第二端。