專利名稱：納米摩擦發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
納米摩擦發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種摩擦發(fā)電機，尤其是涉及一種納米摩擦發(fā)電機。
背景技術(shù)：
[0002]隨著現(xiàn)代生活水平不斷提高，生活節(jié)奏不斷加快，出現(xiàn)了應(yīng)用方便、對環(huán)境依賴度低的自發(fā)電設(shè)備?，F(xiàn)有的自發(fā)電設(shè)備通常利用材料的壓電特性。例如2006年，美國佐治亞理工學(xué)院教授王中林等成功地在納米尺度范圍內(nèi)將機械能轉(zhuǎn)換成電能，研制出世界上最小的發(fā)電機-納米發(fā)電機。納米發(fā)電機的基本原理是:當(dāng)納米線(NWs)在外力下動態(tài)拉伸時，納米線中生成壓電電勢，相應(yīng)瞬變電流在兩端流動以平衡費米能級。[0003]物體和物體之間相互進(jìn)行摩擦，就會使一方帶上負(fù)電，另一方帶上正電，由于物體間摩擦產(chǎn)生的電叫摩擦電。摩擦電是自然界最常見的現(xiàn)象之一，但是因為很難收集利用而被忽略。如果能夠?qū)⒛Σ岭姂?yīng)用到自發(fā)電設(shè)備中，勢必會給人們的生活帶來更多的便利。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有摩擦發(fā)電機兩個摩擦面一直處于接觸或分離狀態(tài)，不能很好的輸出電能的缺陷，提供了一種納米摩擦發(fā)電機，兩個摩擦面在不受力的情況下能夠自動彈開，輸出性能高。[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是，一種納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物層，以及摩擦電極層；所述第一電極層和摩擦電極層為摩擦發(fā)電機的電壓和電流輸出電極；其中，第一高分子聚合物層和摩擦電極層之間存在間隙。[0006]前述的納米摩擦發(fā)電機，所述第一高分子聚合物層和摩擦電極層相對面中的至少一個面上設(shè)置有微納凹凸結(jié)構(gòu)。[0007]前述的納米摩擦發(fā)電機，所述第一電極層所用材料是金屬或合金。[0008]前述的納米摩擦發(fā)電機，所述摩擦電極層所用材料選自金屬或合金。[0009]前述的納米摩擦發(fā)電機，所述摩擦電極層包括層疊設(shè)置的第二高分子聚合物層和第二電極層，所述第二高分子聚合物層設(shè)置在第一高分子聚合物層上。[0010]前述的納米摩擦發(fā)電機，所述第二電極層所用材料是金屬或合金。[0011]前述的納米摩擦發(fā)電機，所述第一高分子聚合物層和摩擦電極層之間設(shè)有墊片，使得第一高分子聚合物層和摩擦電極層之間形成間隙，所述間隙的高度為2-4mm。[0012]前述的納米摩擦發(fā)電機，第一高分子聚合物層和第一電極層作為整體，向朝向摩擦電極層的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦電極層與第一高分子聚合物層之間形成拱形間隙，所述拱形間隙的最大高度為2-4_。[0013]前述的納米摩擦發(fā)電機，所述摩擦電極層向朝向第一高分子聚合物層的相反方向拱起形成凸面，并且所述第一高分子聚合物層和第一電極層作為整體，向朝向摩擦電極層的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦電極層與第一高分子聚合物層之間形成拱形間隙，所述拱形間隙的最大高度為2-4_。[0014]前述的納米摩擦發(fā)電機，所述納米摩擦發(fā)電機進(jìn)一步包括層疊設(shè)置的第三高分子聚合物層和第三電極層，其中第三高分子聚合物層設(shè)置在摩擦電極層上；所述第三高分子聚合物層和第三電極層作為整體向朝向摩擦電極層的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦電極層與第三高分子聚合物層之間形成拱形間隙，所述拱形間隙的最大高度為2-4mm。[0015]本實用新型使得納米摩擦發(fā)電機的性能有較大提高，且其收集外界機械運動的方式不同于以往摩擦發(fā)電機，因此其在具有較好發(fā)電性能的同時，又更有利于收集外界機械倉泛。


[0016]圖1為本實用新型納米摩擦發(fā)電機一種具體實施方式
的剖面示意圖。[0017]圖2為本實用新型圖墊片設(shè)置情況示意圖。[0018]圖3為本實用新型圖墊片設(shè)置情況示意圖。[0019]圖4為本實用新型圖墊片設(shè)置情況示意圖。[0020]圖5為本實用新型圖墊片設(shè)置情況示意圖。[0021]圖6為本實用新型納米摩擦發(fā)電機另一種具體實施方式
的剖面示意圖。[0022]圖7為本實用新型單拱形納米摩擦發(fā)電機的剖面示意圖。[0023]圖8為本實用新型雙拱形納米摩擦發(fā)電機的剖面示意圖。[0024]圖9為本實用新型雙拱形復(fù)合結(jié)構(gòu)納米摩擦發(fā)電機的剖面示意圖。
具體實施方式
[0025]為充分了解本實用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本實用新型做詳細(xì)說明。[0026]本實用新型是一種納米摩擦發(fā)電機，當(dāng)本實用新型的摩擦發(fā)電機的各層向下彎曲時，摩擦發(fā)電機中的摩擦電極層與高分子聚合物層表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷的產(chǎn)生會使第一電極和摩擦電極層之間的電容發(fā)生改變，從而導(dǎo)致第一電極和摩擦電極層之間出現(xiàn)電勢差。由于第一電極層和摩擦電極層之間電勢差的存在，自由電子將通過外電路由電勢低的一側(cè)流向電勢高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)本實用新型的摩擦發(fā)電機的各層恢復(fù)到原來狀態(tài)時，這時形成在第一電極層和摩擦電極層之間的內(nèi)電勢消失，此時已平衡的第一電極層和摩擦電極層之間將再次產(chǎn)生反向的電勢差，則自由電子通過外電路形成反向電流。通過反復(fù)摩擦和恢復(fù)，就可以在外電路中形成周期性的交流電信號。[0027]本實用新型是納米摩擦發(fā)電機在摩擦電極層與高分子聚合物層之間形成間隙，使兩個摩擦面在不受力的情況下能夠自動彈起，摩擦面的接觸和分離速度都得以提高，從而摩擦發(fā)電機的性能得以明顯提高。另外，本實用新型納米摩擦發(fā)電機適合于按壓接觸摩擦發(fā)電，而以往納米摩擦發(fā)電機由于摩擦面總是分離或接觸，僅適用于擠壓兩側(cè)發(fā)電，所以本實用新型納米摩擦發(fā)電機的摩擦面的接觸和分離速度都得以提高。[0028]如圖1所示，本實用新型一種具體實施方式
的納米摩擦發(fā)電機，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1，第一高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3 ;所述第一電極層I和摩擦電極層3為摩擦發(fā)電機的電壓和電流輸出電極；其中，第一高分子聚合物層2和摩擦電極層3之間存在間隙4。摩擦電極層3包括層疊設(shè)置的第二高分子聚合物層31和第二電極層32，所述第二高分子聚合物層31設(shè)置在第一高分子聚合物層2上。所述間隙的高度為2-4_。[0029]第一電極層I和第二電極層32對所用材料沒有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、導(dǎo)電聚合物、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。本實用新型優(yōu)選的第一電極層I和第二電極層32材料是銅或鋁，厚度為0.05-0.2mm。[0030]在本實施方式中，第一高分子聚合物層2和第二高分子聚合物層31所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維(再生)海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。第一高分子聚合物層2和第二高分子聚合物層31相對面中的至少一個上設(shè)置有微納凹凸結(jié)構(gòu)(圖未示)，優(yōu)選凸起高度50nm-300nm的納米凹凸結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，第一高分子聚合物層2和第二高分子聚合物層31的厚度是100 μ m-500 μ m[0031]如圖1所示，第一高分子聚合物層2和第二高分子聚合物層31之間局部設(shè)有墊片5，使得第一高分子聚合物層2和第二高分子聚合物層31之間形成間隙。優(yōu)選的，如圖2-5所示，墊片設(shè)置在第一高分子聚合物層2或第二高分子聚合物層31 —側(cè)表面的周邊，使得第一高分子聚合物層2和第二高分子聚合物層31在不受力的情況下，能夠自動彈開。墊片5所用材料為能夠起到支撐作用的絕緣材料，例如聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯等常規(guī)市售高分子材料。[0032]在一個具體實施方式
中，納米摩擦發(fā)電機包括依次層疊設(shè)置的第一電極層I(0.1mm厚的鋁層)，第一高分子聚合物層2 (200 μ m厚的聚酰亞胺)，第二高分子聚合物層31 (200 μ m厚的聚甲基丙烯酸甲酯)和第二電極層32 (0.1mm厚的銅層)。第一高分子聚合物層2相對第二高分子聚合物層31面的周邊設(shè)有寬度1mm、厚度3mm的墊片(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，使得第一高分子聚合物層2和第二高分子聚合物層31之間存在間隙4 (高度3mm)。該摩擦發(fā)電機在1-V (電流-電壓)的測量中表現(xiàn)出典型的開路特征。使用周期振蕩(0.33Hz和0.13%的形變)的步進(jìn)電機使摩擦發(fā)電機發(fā)生周期的彎曲和釋放，摩擦發(fā)電機的最大輸出電壓和電流信號分別達(dá)到了 100V左右和2 μ A左右。[0033]如圖6所示，本實用新型另一種具體實施方式
的納米摩擦發(fā)電機，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1，第一高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3 ;所述第一電極層I和摩擦電極層3為摩擦發(fā)電機的電壓和電流輸出電極；其中，第一高分子聚合物層2和摩擦電極層3之間存在間隙4。所述間隙的高度為2-4mm。[0034]第一電極層I和摩擦電極層3對所用材料沒有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、導(dǎo)電聚合物、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。本實用新型優(yōu)選的第一電極層I和摩擦電極層3材料是銅或鋁，厚度為0.05-0.2mm。[0035]在本實施方式中，第一高分子聚合物層2所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維(再生)海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。優(yōu)選的，第一高分子聚合物層2和摩擦電極層3的厚度是100 μ m-500 μ m。第一高分子聚合物層2和摩擦電極層3相對面中的至少一個上設(shè)置有微納凹凸結(jié)構(gòu)(圖未示)，第一高分子聚合物層2上優(yōu)選凸起高度50nm-300nm的凹凸結(jié)構(gòu)。摩擦電極層3上優(yōu)選凸起高度300nm-l μ m的凹凸結(jié)構(gòu)。[0036]如圖6所示，第一高分子聚合物層2和摩擦電極層3之間局部設(shè)有墊片5，使得第一高分子聚合物層2和摩擦電極層3之間形成間隙。優(yōu)選的，如圖2-5所示，墊片設(shè)置在第一高分子聚合物層2或摩擦電極層3 —側(cè)表面的周邊，使得第一高分子聚合物層2和摩擦電極層3在不受力的情況下，能夠自動彈開。墊片5所用材料為能夠起到支撐作用的絕緣材料，例如聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯等常規(guī)市售高分子材料。[0037]在一個具體實施方式
中，納米摩擦發(fā)電機包括依次層疊設(shè)置的第一電極層I(0.1mm厚的鋁層)，第一高分子聚合物層2 (200 μ m厚的聚酰亞胺)，和摩擦電極3 (0.1mm厚的銅層)。第一高分子聚合物層2相對摩擦電極3面的周邊設(shè)有寬度1mm、厚度4mm的墊片(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，使得第一高分子聚合物層2和摩擦電極3之間存在間隙4 (高度4mm)。第一高分子聚合物層2相對摩擦電極3的面上設(shè)置有凸起高度150nm的凹凸結(jié)構(gòu)。該摩擦發(fā)電機在ι-v (電流-電壓)的測量中表現(xiàn)出典型的開路特征。使用周期振蕩(0.33Hz和0.13%的形變)的步進(jìn)電機使摩擦發(fā)電機發(fā)生周期的彎曲和釋放，摩擦發(fā)電機的最大輸出電壓和電流信號分別達(dá)到了 100V左右和1-2 μ A左右。[0038]如圖7所示，單拱形結(jié)構(gòu)的納米摩擦發(fā)電機，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1，第一高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3。第一高分子聚合物層2和第一電極層I作為整體向外拱起形成凸面，摩擦電極層3與第一高分子聚合物層2之間形成間隙4，使兩個摩擦面在不受力的情況下能夠自動彈起。除第一高分子聚合物層2和第一電極層I作為整體形成凸面外，圖7所示的納米摩擦發(fā)電機的各層結(jié)構(gòu)與圖1或圖6所示的納米摩擦發(fā)電機相同，因此第一電極層1，第一高分子聚合物層2，摩擦電極層3各層的適用選擇可以參考上文，這里不再贅述。[0039]在一個具體實施方式
中，納米摩擦發(fā)電機包括依次層疊設(shè)置的第一電極層I(0.1mm厚的鋁層)，第一高分子聚合物層2 (200 μ m厚的聚酰亞胺)，和摩擦電極3 (0.1mm厚的銅層)。第一電極層I和第一高分子聚合物層2作為一個整體，相對摩擦電極3向外拱起，形成最大凸起高度4_的間隙4。第一高分子聚合物層2相對摩擦電極3的面上設(shè)置有凸起高度150nm的凹凸結(jié)構(gòu)。該摩擦發(fā)電機在1-V (電流-電壓)的測量中表現(xiàn)出典型的開路特征。使用周期振蕩(0.33Hz和0.13%的形變)的步進(jìn)電機使摩擦發(fā)電機發(fā)生周期的彎曲和釋放，摩擦發(fā)電機的最大輸出電壓和電流信號分別達(dá)到了 400-500V和6 μ A左右。[0040] 本實施方式中優(yōu)選的，間隙4最高高度為2_4mm，且第一高分子聚合物層2和第一電極層I作為整體比摩擦電極層3長5%。[0041 ] 如圖8所示，雙拱形結(jié)構(gòu)的納米摩擦發(fā)電機，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層I，第一高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3。摩擦電極層3向外拱起形成凸面，并且第一高分子聚合物層2和第一電極層I作為整體向外拱起形成凸面，使得摩擦電極層3與第一高分子聚合物層2之間形成間隙，使兩個摩擦面在不受力的情況下能夠自動彈起。圖8所示的納米摩擦發(fā)電機的各層結(jié)構(gòu)與圖1或圖6所示的納米摩擦發(fā)電機相同，因此第一電極層1，第一高分子聚合物層2，摩擦電極層3各層的適用選擇可以參考上文，這里不再贅述。[0042]在一個具體實施方式
中，納米摩擦發(fā)電機包括依次層疊設(shè)置的第一電極層I(0.1mm厚的鋁層)，第一高分子聚合物層2 (200 μ m厚的聚酰亞胺)，和摩擦電極3 (0.1mm厚的銅層)。第一電極層I和第一高分子聚合物層2作為一個整體向外拱起，同時摩擦電極3也向外拱起，形成最大凸起高度4_的間隙4。第一高分子聚合物層2相對摩擦電極3的面上設(shè)置有凸起高度150nm的凹凸結(jié)構(gòu)。該摩擦發(fā)電機在I_V (電流-電壓)的測量中表現(xiàn)出典型的開路特征。使用周期振蕩(0.33Hz和0.13%的形變)的步進(jìn)電機使摩擦發(fā)電機發(fā)生周期的彎曲和釋放，摩擦發(fā)電機的最大輸出電壓和電流信號分別達(dá)到了 500V和6-8μ A。[0043]如圖9所示，雙拱形復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米摩擦發(fā)電機，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1，第一高分子聚合物層2，摩擦電極層3，第三高分子聚合物層6和第三電極層7。第一高分子聚合物層2和第一電極層I作為整體，向外(向朝向摩擦電極層的相反方向)拱起形成凸面，使得摩擦電極層與第一高分子聚合物層之間形成拱形間隙，所述拱形間隙的最大高度為2-4mm。第三高分子聚合物層6和第三電極層7作為整體向外(向朝向摩擦電極層的相反方向)拱起形成凸面，使得摩擦電極層與第三高分子聚合物層之間形成拱形間隙，所述拱形間隙的最大高度為2-4mm[0044]第一電極層I和第三電極層7對所用材料沒有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、導(dǎo)電聚合物、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。本實用新型優(yōu)選的第一電極層I和第三電極層7材料是銅或鋁，厚度為0.05-0.2mm。[0045]第一高分子聚合物層2和第三高分子聚合物層6所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維(再生)海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。第一高分子聚合物層2和第三高分子聚合物層6上優(yōu)選設(shè)置有微納凹凸結(jié)構(gòu)(圖未示)，優(yōu)選凸起高度50nm-300nm的納米凹凸結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，第一高分子聚合物層2和第三高分子聚合物層6的厚度是100 μ m-500 μ m[0046]摩擦電極層3對所用材料沒有特殊規(guī)定，優(yōu)選金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。本實用新型優(yōu)選的摩擦電極層3材料是銅或鋁，厚度為0.05-0.2mm。摩擦電極層3上優(yōu)選設(shè)有凸起高度300nm-l μ m的凹凸結(jié)構(gòu)。[0047]本實施方式中拱形的面積與輸出電流和電壓存在一定的比例關(guān)系。[0048]拱形結(jié)構(gòu)納米摩擦發(fā)電機的制備方法為:將第一電極層I設(shè)置到第一高分子聚合物層2上，形成第一電極層1-第一高分子聚合物層2的層疊體；將摩擦電極層3放置到層疊體的第一高分子聚合物層2上，并且將所述層疊體與摩擦電極層3的一端固定，例如采用膠布粘貼或者熱封的方法將層疊體與摩擦電極層3的一端固定；將摩擦電極層3和/或?qū)盈B體拱起，然后將層疊體與摩擦電極層3的固定端的相對端進(jìn)行固定，得到單拱形或雙拱形的納米摩擦發(fā)電機。另外，雙拱形復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米摩擦發(fā)電機的制備方法是將第三電極層7三高分子聚合物層6層疊體同時與摩擦電極層3的一端固定，然后將該層疊體與第一電極層1-第一高分子聚合物層2的層疊體拱起，而保持摩擦電極層3平面狀態(tài)，即得到雙拱形復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米摩擦發(fā)電機。[0049]上述方案包含首選實施例和備案時發(fā)明人所知的該項實用新型的最佳模式時，上述實施例只作為說明性例子給出。對該說明中揭露的特定實施例的許多異化，不偏離該項實用新型的精神和范圍的話，將是容易鑒別的。因此，該項實用新型的范圍將通過所附的權(quán)利要求確定，而不限于上面特別描述的實施例。
權(quán)利要求1.一種納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物層，以及摩擦電極層；所述第一電極層和摩擦電極層為摩擦發(fā)電機的電壓和電流輸出電極；其中，第一高分子聚合物層和摩擦電極層之間存在間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，所述第一高分子聚合物層和摩擦電極層相對面中的至少一個面上設(shè)置有微納凹凸結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，所述第一電極層所用材料是金屬或合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，所述摩擦電極層所用材料選自金屬或合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，所述摩擦電極層包括層疊設(shè)置的第二高分子聚合物層和第二電極層，所述第二高分子聚合物層設(shè)置在第一高分子聚合物層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，所述第二電極層所用材料是金屬或合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，所述第一高分子聚合物層和摩擦電極層之間設(shè)有墊片，使得第一高分子聚合物層和摩擦電極層之間形成間隙，所述間隙的高度為2-4mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，第一高分子聚合物層和第一電極層作為整體，向朝向摩擦電極層的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦電極層與第一高分子聚合物層之間形成拱形間隙，所述拱形間隙的最大高度為2-4_。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，所述摩擦電極層向朝向第一高分子聚合物層的相反方向拱起形成凸面，并且所述第一高分子聚合物層和第一電極層作為整體，向朝向摩擦電極層的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦電極層與第一高分子聚合物層之間形成拱形間隙，所述拱形間隙的最大高度為2-4mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的納米摩擦發(fā)電機，其特征在于，所述納米摩擦發(fā)電機進(jìn)一步包括層疊設(shè)置的第三高分子聚合物層和第三電極層，其中第三高分子聚合物層設(shè)置在摩擦電極層上；所述第三高分子聚合物層和第三電極層作為整體向朝向摩擦電極層的相反方向拱起形成凸面，使得摩擦電極層與第三高分子聚合物層之間形成拱形間隙，所述拱形間隙的最大高度為2-4mm。
專利摘要本實用新型提供了一種納米摩擦發(fā)電機。該納米摩擦發(fā)電機包括包括依次層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物層，以及摩擦電極層；所述第一電極層和摩擦電極層為摩擦發(fā)電機的電壓和電流輸出電極；其中，第一高分子聚合物層和摩擦電極層之間存在間隙。本實用新型納米摩擦發(fā)電機的兩個摩擦面在不受力的情況下能夠自動彈開，輸出性能高。
文檔編號H02N1/04GK203057022SQ20122074867
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者鄧楊, 孫利佳, 邱霄, 范鳳茹 申請人:納米新能源(唐山)有限責(zé)任公司