[發明專利]一種摩擦納米發電機及用電設備和傳感器

有效

• 申請號: 202110673569.4
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113395012B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王中林;陳鵬飛;蔣濤
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 李琴

本發明涉及發電技術領域，公開了一種摩擦納米發電機及用電設備和傳感器，該摩擦納米發電機中，定子組件包括第一基板、設于第一基板表面的多個電極單元；動子組件包括第二基板和設于第二基板表面的多個摩擦部；電極單元包括多個電極對，電極對包括電連接的第一電極和第二電極；各電極對中的第一電極沿動子組件的運動方向依次排布；各電極對中的第二電極按照對應的第一電極的排布順序沿動子組件的運動方向依次排布；各摩擦部在第一基板上的正投影至少能夠覆蓋相鄰兩個電極在第一基板上的正投影，且相鄰兩個摩擦部之間間隔至少一個電極。該摩擦納米發電機及用電設備改善了大量增加電極數量會導致電極過于窄小，限制獨立層可用材料選擇的問題。

技術領域

本發明涉及發電技術領域，特別涉及一種摩擦納米發電機及用電設備和傳感器。

背景技術

摩擦納米發電機(TENG)作為一種將環境機械能轉化為電能的有前途且有效的技術，為物聯網的實現提供了一種新方法。其具有重量輕、材料選擇廣泛、易于制造、成本效益高、效率高等巨大優勢。在TENG的四種基本工作模式中，獨立層模式是通過先進的結構設計收集常規運動能量的較簡單方法，而且，通常可實現最高的能量轉換效率。

眾所周知，對已構造的電極結構的柵格進行細化(即對各電極進行窄小化)，是提高獨立層式TENG輸出功率的有效方法。但是，同一外形規格的TENG，大量增加電極數量會導致電極過于窄小(當TENG為圓盤結構時，表現為電極的圓心角極小)，這對使用合成聚合物或天然材料等具有較強摩擦電性的材料制造獨立層提出了巨大的挑戰，嚴重限制了獨立層可用材料的選擇，同時被迫使用摩擦電性一般的金屬材料也限制了TENG輸出功率的提高。

發明內容

本發明提供了一種摩擦納米發電機及用電設備和傳感器，用于改善現有技術中，同一外形規格的TENG，大量增加電極數量會導致電極過于窄小，限制獨立層可用材料選擇的問題。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種摩擦納米發電機，包括：

定子組件，所述定子組件包括第一基板以及設置于所述第一基板一側表面的多個電極單元；

能夠相對所述定子組件運動以產生感應電流的動子組件，所述動子組件包括第二基板和設置于所述第二基板朝向所述定子組件的一側表面的多個摩擦部；

所述電極單元包括多個電極對，每個所述電極對均包括電連接的第一電極和第二電極；各所述電極對中的第一電極沿所述動子組件的運動方向依次排布，構成第一電極區；各所述電極對中的第二電極按照對應的所述第一電極的排布順序，沿所述動子組件的運動方向依次排布，構成第二電極區；所述第一電極區和所述第二電極區沿所述動子組件的運動方向排布；

各所述摩擦部在所述第一基板上的正投影至少能夠覆蓋相鄰兩個電極在所述第一基板上的正投影，且相鄰兩個摩擦部之間間隔至少一個電極。

本發明提供的摩擦納米發電機中，動子組件包括多個摩擦部，定子組件的電極單元包括多個電極對，每個電極對構成一相，各電極對均包括電連接的第一電極和第二電極，各電極對中的第一電極沿動子組件的運動方向依次排布，構成第一電極區；各電極對中的第二電極按照對應的第一電極的排布順序，沿動子組件的運動方向依次排布，構成第二電極區；第一電極區和第二電極區沿動子組件的運動方向排布，從而形成多相摩擦納米發電機(MP-TENG)，摩擦納米發電機相數的增多，使其能夠具備高性能、低峰值因子。