电化学人工肌肉体系及电化学人工肌肉测试装置

文档序号:30308524发布日期:2022-06-05 08:31阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种电化学人工肌肉体系,其特征在于,包括:工作电极,包括具有螺旋结构的导电纤维;对电极,含有选定金属元素;电解质,包括含有选定离子的离子液体,所述选定离子中包含所述选定金属元素;其中,所述工作电极、对电极均与所述电解质接触,当向工作电极和对电极施加指定电压,以对所述电化学人工肌肉体系进行充电时,所述选定离子能够嵌入所述导电纤维内,从而使所述导电纤维沿自身长度方向收缩,且当撤除向工作电极和对电极施加的指定电压时,所述选定离子能够持续嵌入所述导电纤维内,并使所述导电纤维保持收缩状态;当使所述电化学人工肌肉体系对外放电时,所述选定离子能够自所述导电纤维内脱出,从而使所述导电纤维恢复至初始长度。2.根据权利要求1所述的电化学人工肌肉体系,其特征在于:所述工作电极为通过对导电纤维进行加捻直至形成螺旋结构而获得。3.根据权利要求1或2所述的电化学人工肌肉体系,其特征在于:所述具有螺旋结构的导电纤维的捻度为1000转每米-5000转每米;优选的,所述具有螺旋结构的导电纤维的直径为10μm-500μm。4.根据权利要求1或2所述的电化学人工肌肉体系,其特征在于:所述导电纤维包括碳纳米管纤维、石墨烯纤维、石墨纤维、碳纤维中的一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1所述的电化学人工肌肉体系,其特征在于:所述选定离子包括alcl
4-、锂离子、锌离子中的任意一种;优选的,所述离子液体包括emimalcl4离子液体或者含锂离子和/或锌离子的盐溶液。6.根据权利要求1所述的电化学人工肌肉体系,其特征在于:所述对电极所含金属元素包括铝、锂、锌元素中的任意一种或两种以上;优选的,所述对电极的材质包括铝、锂、锌中的任意一种或两种以上金属形成的合金。7.根据权利要求1所述的电化学人工肌肉体系,其特征在于:当撤除向工作电极和对电极施加的指定电压时,所述导电纤维能够保持收缩状态的最长时间为450s;优选的,所述工作电极的电化学容量为20-100mah g-1
;优选的,所述指定电压为0-2.2v。8.一种电化学人工肌肉测试装置,其特征在于,包括:权利要求1-7中任一项所述的电化学人工肌肉体系,所述工作电极的一端固定在电极夹上;以及,负载,与所述工作电极的另一端固定连接,且能够沿所述工作电极的长度方向对所述工作电极进行牵拉;位移监测机构,其至少用于测量所述负载的位移。9.根据权利要求8所述的电化学人工肌肉测试装置,其特征在于:所述位移监测机构包括位移传感器。10.根据权利要求8所述的电化学人工肌肉测试装置,其特征在于还包括:阴极和阳极,所述阴极与所述工作电极电连接,所述阳极与所述对电极电连接,所述阴极和阳极用于与电源连接并对所述电化学人工肌肉体系充电,以及,用于与用电负载连接并对所述电化学人工肌肉体系放电。

技术总结
本发明公开了一种电化学人工肌肉体系及电化学人工肌肉测试装置。所述电化学人工肌肉体系,包括:工作电极,包括具有螺旋结构的导电纤维;对电极,含有选定金属元素;电解质,包括含有选定离子的离子液体,所述选定离子中包含所述选定金属元素;其中,所述工作电极、对电极均与所述电解质接触。本发明实施例提供的一种基于铝离子电池体系的人工肌肉体系,具有收缩保持特性,即在施加电压时人工肌肉纤维收缩,在撤除电压后,人工肌肉纤维的收缩状态仍然能够得到保持,在450s内几乎无任何衰减,同时人工肌肉纤维具有良好的能量储存性能,容量为20-100mAh g-1


技术研发人员:邸江涛 任明 徐盼盼 李清文
受保护的技术使用者:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日:2022.03.15
技术公布日:2022/6/4
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