可变形摩擦纳米发电机和发电方法、运动传感器和服装与流程

文档序号:12374201阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种可变形的摩擦纳米发电机,其特征在于,包括:

电极部件,与等电位电连接;

摩擦部件,为可变形结构;

在外力作用下,所述摩擦部件形状发生变化,与所述电极部件摩擦,撤去所述外力后,所述摩擦部件恢复初始形状,在所述电极部件与等电位之间形成电荷流动。

2.根据权利要求1所述的发电机,其特征在于,初始状态时,所述电极部件与摩擦部件部分表面接触;

或者,初始状态时,所述电极部件与摩擦部件互相不接触,在外力作用下使所述电极部件和摩擦部件互相接触,撤去所述外力时,所述电极部件和摩擦部件互相分开。

3.根据权利要求1或2所述的发电机,其特征在于,所述摩擦部件与电极部件接触或摩擦之后带负电荷,电极部件上带有正电荷。

4.根据权利要求1-3任一项所述的发电机,其特征在于,所述摩擦部件为波浪状结构、折叠状结构。

5.根据权利要求1-3任一项所述的发电机,其特征在于,所述摩擦部件为高分子材料。

6.根据权利要求5所述的发电机,其特征在于,所述摩擦部件为热塑性高分子材料,通过热退火工艺加工成型。

7.根据权利要求1-6任一项所述的发电机,其特征在于,所述摩擦部 件与电极部件互相接触的表面中至少一个表面设置微米或次微米量级的微结构,所述微结构选自纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米沟槽、微米沟槽,纳米锥、微米锥、纳米棒、微米棒、纳米球和微米球状结构。

8.根据权利要求4-7任一项所述的发电机,其特征在于,所述摩擦部件可承受的拉伸变形在20%以上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的发电机,其特征在于,所述电极部件为可拉伸结构。

10.根据权利要求9所述的发电机,其特征在于,所述电极部件的拉伸方向与所述摩擦部件的拉伸方向相同。

11.根据权利要求9或10所述的发电机,其特征在于,所述电极部件的拉伸结构为图形化部件。

12.根据权利要求11所述的发电机,其特征在于,所述电极部件包括至少1个蛇形、波浪形或者锯齿形子电极;多个子电极全部或者部分连接在一起,或者互相不连接。

13.根据权利要求9-12任一项所述的发电机,其特征在于,还包括可拉伸基底,所述电极部件设置在所述基底上。

14.根据权利要求13所述的发电机,其特征在于,所述基底为拉伸模量在1MPa以下的材料。

15.根据权利要求13或14所述的发电机,其特征在于,所述基底为PDMS、橡胶、弹性纤维或莱卡纤维。

16.根据权利要求9-15任一项所述的发电机,其特征在于,包括两个所述电极部件和一个所述摩擦部件,所述摩擦部件的相对两面与电极部件10面对面设置。

17.根据权利要求16所述的发电机,其特征在于,两个电极部件并联后连接在等电位;

或者,两个电极部件各自连接在一个等电位上。

18.一种运动传感器,其特征在于,包括权利要求1-17任一项所述的摩擦纳米发电机,所述摩擦纳米发电机贴附在运动部位。

19.根据权利要求18所述的运动传感器,其特征在于,所述摩擦纳米发电机采用无毒无副作用、与皮肤有粘结性、有一定的形状自适应性的材料。

20.一种服装,其特征在于,包括权利要求1-17任一项所述的摩擦纳米发电机。

21.一种摩擦发电方法,其特征在于,采用权利要求1-17任一项所述的摩擦纳米发电机,外力施加在所述摩擦纳米发电机上,所述摩擦部件发生变形,与所述电极部件发生摩擦,撤去外力后,所述摩擦部件恢复初始形状,在电极部件与等电位之间形成电荷流动。

22.根据权利要求20所述的发电方法,其特征在于,所述电极部件为 可拉伸结构,外力施加时,所述摩擦部件与电极部件同时发生变形,撤去外力后,所述摩擦部件与电极部件恢复原始形状,在电极部件与等电位之间形成电荷流动。

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