一种湿度响应薄膜电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电及电池领域，特别涉及一种湿度响应薄膜电池。
【背景技术】
[0002]近年来，随着移动设备等电子产品的轻薄化发展趋势，采用传统结构的电池由于自身厚度较大，已不适用于为轻薄化电子产品进行供电。薄膜电池的厚度相对于传统电池较薄，因此，采用薄膜电池为轻薄化电子产品供电是一个重要的研究方向。
[0003]目前常见的薄膜电池主要为太阳能薄膜电池，常规太阳能薄膜电池的光电转换效率较低，且其能量转换效率的稳定性较差，影响了太阳能薄膜电池的广泛应用。
[0004]压电发电器件具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化等优势，因此，可将压电发电器件应用于薄膜电池中，以提高薄膜电池的适用性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种湿度响应薄膜电池，利用压电发电效应进行发电，具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化的优势。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下的技术方案:
[0007]一种湿度响应薄膜电池，包括多个湿度响应电池器件和连接所述多个湿度响应电池器件的连接电路；其中，每一个所述湿度响应电池器件包括基板、设置于所述基板上的电极、形成于所述基板上且与所述电极电连接的发电单元，所述发电单元具有吸收和释放水汽时产生可逆的伸缩运动的湿度响应模块和用于将所述湿度响应模块的伸缩运动产生的机械能转化为电能的压电模块。
[0008]该湿度响应薄膜电池中，通过利用压电效应将机械转化为电能的转换模块进行发电，并且采用湿度响应薄膜驱动转换模块，无需外接动力源，具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化的优势。
[0009]优选地，所述多个湿度响应电池器件形成多个湿度响应薄膜电池单元。
[0010]进一步地，每一个湿度响应薄膜电池单元中的多个所述湿度响应电池器件串联连接。
[0011]进一步地，所述薄膜电池单元在所述基板上呈二维阵列排布。
[0012]进一步地，多个所述湿度响应薄膜电池单元并联连接。
[0013]优选地，所述湿度响应模块为由湿度响应材料制备的湿度响应薄膜，所述压电模块为由压电材料制备的压电薄膜，且所述湿度响应薄膜与所述压电薄膜配合连接。
[0014]进一步地，所述压电薄膜集成于所述湿度响应薄膜内。
[0015]进一步地，所述压电薄膜的至少一侧与所述湿度响应薄膜贴合。
[0016]优选地，多个所述湿度响应电池器件共用一个所述基板，且多个所述湿度响应电池器件之间通过连接电路串联连接。
[0017]进一步地，所述连接电路为印刷电路。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型【具体实施方式】提供的一种湿度响应薄膜电池的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型【具体实施方式】提供的湿度响应电池器件的结构示意图；
[0020]图3是本实用新型【具体实施方式】提供的湿度响应薄膜电池单元的结构示意图；
[0021]图4是本实用新型【具体实施方式】提供的湿度响应电池器件的结构示意图；
[0022]图5是本实用新型【具体实施方式】提供的湿度响应电池器件的结构示意图；
[0023]图6是本实用新型【具体实施方式】提供的湿度响应薄膜与压电薄膜的一种连接方式的结构示意图。
[0024]附图标记:
[0025]10，电池电极；20，连接电路；30，湿度响应薄膜电池单元；
[0026]31，湿度响应电池器件；310，发电单元；311，湿度响应模块；
[0027]312，压电模块；313，电极； 314，基板。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]如图1所示，本实用新型【具体实施方式】提供了一种湿度响应薄膜电池，包括多个湿度响应电池器件31和连接多个湿度响应电池器件31的连接电路20 ;其中，如图2所示，每一个湿度响应电池器件31包括基板314、设置于基板314上的电极313、形成于基板314上且与电极313电连接的发电单元310，发电单元310具有吸收和释放水汽时产生可逆的伸缩运动的湿度响应模块311和用于将湿度响应模块311的伸缩运动产生的机械能转化为电能的压电模块312 ;实际生产中，该湿度响应薄膜电池还包括电池电极10。
[0030]该湿度响应薄膜电池中，通过利用压电效应将机械转化为电能的压电模块312进行发电，并且采用湿度响应模块311驱动压电模块312，无需外接动力源，具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化的优势。
[0031]如图3所示的一种优选方式中，多个湿度响应电池器件31形成多个湿度响应薄膜电池单元30。
[0032]优选地，如图3所示，每一个湿度响应薄膜电池单元30中的多个湿度响应电池器件31通过连接电路20串联连接。
[0033]一种优选方式中，如图1所示，湿度响应薄膜电池单元30在基板314上呈二维阵列排布，生产过程中，湿度响应薄膜电池单元30可通过磁控溅射方法固定于基板314上。
[0034]一种优选方式中，为提高湿度相应薄膜电池的电池容量，如图1所示，多个湿度响应薄膜电池单元30并联连接。
[0035]一种优选方式中，为减小湿度响应薄膜电池的体积，湿度响应模块311为由湿度响应材料制备的湿度响应薄膜，压电模块312为由压电材料制备的压电薄膜，且湿度响应薄膜与压电薄膜配合连接。其中，压电材料可为无机压电材料，如压电晶体和压电陶瓷，也可以为有机压电材料，如聚偏二氟乙烯；湿度响应材料为聚吡咯-含氧低聚物硼酸酯材料，该材料制备的薄膜具有通过吸收和释放水汽而产生可逆的伸缩运动的特性。
[0036]上述湿度响应薄膜与压电薄膜的配合连接可采用如下方式实现:
[0037]实现方式一，如图6所示，压电薄膜集成于湿度响应薄膜内，实际生产过程中，可通过静电纺丝方法制备纤维状压电薄膜，并采用电化学沉积法在压电薄膜外形成湿度响应薄膜，以使压电薄膜集成于湿度响应薄膜内；在湿度响应薄膜吸收或释放水汽时可产生可逆的伸缩运动，进而带动集成于湿度响应薄膜内的压电薄膜产生形变，由于压电效应，压电薄膜可使其产生形变的机械能转化为电能，该实现方式中提供的连接方法可提高湿度响应薄膜与压电薄膜之间的能量传递效率。
[0038]实现方式二，压电薄膜的至少一侧与湿度响应薄膜贴合，生产过程中可采用电化学聚合法制备湿度响应薄膜，并采用曝光、显影方法将压电薄膜与湿度响应薄膜贴合。结合图2所示，基板314上可设置一个相贴合的湿度响应薄膜和一个压电薄膜；或如图5所示的在基板314上层叠设置多层湿度响应薄膜和压电薄膜；在湿度响应薄膜吸收或释放水汽时可产生可逆的伸缩运动，进而带动与湿度响应薄膜贴合的压电薄膜产生形变，由于压电效应，压电薄膜可使其产生形变的机械能转化为电能，图5所示结构可提高峰值电压。
[0039]如图4所示的一种优选方式中，为提高湿度响应电池器件31的峰值电压，多个湿度响应电池器件31共用一个基板314，且多个湿度响应电池器件31之间通过连接电路20串联连接。
[0040]优选地，连接电路20为印刷电路，实际生产中，可采用喷墨打印方法形成连接电路。
[0041]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种湿度响应薄膜电池，其特征在于，包括多个湿度响应电池器件和连接所述多个湿度响应电池器件的连接电路；其中，每一个所述湿度响应电池器件包括基板、设置于所述基板上的电极、形成于所述基板上且与所述电极电连接的发电单元，所述发电单元具有吸收和释放水汽时产生可逆的伸缩运动的湿度响应模块和用于将所述湿度响应模块的伸缩运动产生的机械能转化为电能的压电模块。2.根据权利要求1所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，所述多个湿度响应电池器件形成多个湿度响应薄膜电池单元。3.根据权利要求2所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，每一个湿度响应薄膜电池单元中的多个所述湿度响应电池器件串联连接。4.根据权利要求2所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，所述湿度响应薄膜电池单元在所述基板上呈二维阵列排布。5.根据权利要求2所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，多个所述湿度响应薄膜电池单元并联连接。6.根据权利要求1所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，所述湿度响应模块为由湿度响应材料制备的湿度响应薄膜，所述压电模块为由压电材料制备的压电薄膜，且所述湿度响应薄膜与所述压电薄膜配合连接。7.根据权利要求6所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，所述压电薄膜集成于所述湿度响应薄膜内。8.根据权利要求6所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，所述压电薄膜的至少一侧与所述湿度响应薄膜贴合。9.根据权利要求1-8任一项所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，多个所述湿度响应电池器件共用一个所述基板，且多个所述湿度响应电池器件之间通过连接电路串联连接。10.根据权利要求9所述的湿度响应薄膜电池，其特征在于，所述连接电路为印刷电路。
【专利摘要】本实用新型涉及发电及电池领域，公开一种湿度响应薄膜电池，包括多个湿度响应电池器件和连接所述多个湿度响应电池器件的连接电路；其中，每一个所述湿度响应电池器件包括基板、设置于所述基板上的电极、形成于所述基板上且与所述电极电连接的发电单元，所述发电单元具有吸收和释放水汽时产生可逆的伸缩运动的湿度响应模块和用于将所述湿度响应模块的伸缩运动产生的机械能转化为电能的压电模块。具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化和集成化的优势。
【IPC分类】H01L41/08, H02N2/18
【公开号】CN205051601
【申请号】CN201520837747
【发明人】岳爽, 常珊, 张卓
【申请人】阜阳欣奕华材料科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月26日