金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)。該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)包括：第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層，所述第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層之間形成摩擦界面；所述第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層均包括作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)和作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，其中，所述第一結(jié)構(gòu)層和所述第二結(jié)構(gòu)層中的任一者或兩者中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)至少包括由金屬線基底層和金屬線組成的金屬線層，所述金屬線形成在所述金屬線基底層的一側(cè)表面。本實(shí)用新型采用在金屬線基底層上設(shè)置有金屬線的方式，在金屬線基底層的表面上具有金屬線的位置和不具有金屬線的位置形成微納凹凸結(jié)構(gòu)，這種微納結(jié)構(gòu)的制備方法很簡單，得到的摩擦發(fā)電機(jī)成品率高。
【專利說明】金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及納米【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)。
【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(duì)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)備通常是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(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，研制出世界上最小的發(fā)電機(jī)——納米發(fā)電機(jī)。
[0003]物體和物體之間相互摩擦，會(huì)使物體帶電，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?yàn)楹茈y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(shì)必會(huì)給人們的生活帶來更多的便利。
[0004]采用納米技術(shù)的摩擦發(fā)電機(jī)，由于其獨(dú)特的自發(fā)電和自驅(qū)動(dòng)性質(zhì)，很可能在制造和驅(qū)動(dòng)自供電納米器件和納米系統(tǒng)裝置中起到關(guān)鍵性的作用，受到了各國研究人員越來越多的關(guān)注。而具有微納結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能高，但是微納結(jié)構(gòu)制備過程工藝復(fù)雜、成品率低,從而使摩擦發(fā)電機(jī)的造價(jià)成本過高,不利于摩擦發(fā)電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，提升金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的成品率。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，包括:第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層，所述第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層之間形成摩擦界面；所述第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層均包括作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)和作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，其中，所述第一結(jié)構(gòu)層和所述第二結(jié)構(gòu)層中的任一者或兩者中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)至少包括由金屬線基底層和金屬線組成的金屬線層，所述金屬線形成在所述金屬線基底層的一側(cè)表面。
[0007]本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中微納結(jié)構(gòu)制作困難的問題，采用在金屬線基底層上設(shè)置有金屬線的方式，在金屬線基底層的表面上具有金屬線的位置和不具有金屬線的位置形成微納凹凸結(jié)構(gòu)，這種微納結(jié)構(gòu)的制備方法很簡單，得到的摩擦發(fā)電機(jī)成品率高，大大降低了摩擦發(fā)電機(jī)的造價(jià)成本，有利于摩擦發(fā)電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1a為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖1b為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例一的截面結(jié)構(gòu)示意圖；[0010] 圖2為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)中金屬線的井字狀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例二的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例三的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例四的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖6a為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例五的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖6b為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例五的立體分離結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6c為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例五的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖7為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例六的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖8為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例七的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖9為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例八的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖10為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例九的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖11為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖12為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例1^一的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖13為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十二的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖14為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十三的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖15為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十四的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖16為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十五的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖17為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十六的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為充分了解本實(shí)用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不僅僅限于此。
[0029]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，包括第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層，第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層之間形成摩擦界面。其中第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層均包括作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)和作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，并且第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層中的任一者或兩者中所包括的作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)至少包括由金屬線基底層和金屬線組成的金屬線層，金屬線形成在金屬線基底層的表面上。由于金屬線為微米級(jí)或納米級(jí)的線狀結(jié)構(gòu)，而金屬線基底層為層狀結(jié)構(gòu)，在金屬線基底層的表面上具有金屬線的位置和不具有金屬線的位置形成微納凹凸結(jié)構(gòu)，這種微納結(jié)構(gòu)的制備方法很簡單，得到的摩擦發(fā)電機(jī)成品率高，大大降低了摩擦發(fā)電機(jī)的造價(jià)成本，有利于摩擦發(fā)電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。下面將通過幾個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0030]圖1a為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1b為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例一的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1a和Ib所示，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層11、高分子聚合物絕緣層12、金屬線層13和第二電極層14，其中第一電極層11和高分子聚合物絕緣層12組成第一結(jié)構(gòu)層，金屬線層13和第二電極層14組成第二結(jié)構(gòu)層。
[0031]第一電極層11設(shè)置在高分子聚合物絕緣層12的第一側(cè)表面上，高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面朝向金屬線層13，并與金屬線層13接觸。金屬線層13由金屬線基底層13a和形成在金屬線基底層13a的表面上的金屬線13b組成，第二電極層14層疊設(shè)置在金屬線基底層13a之下，即第二電極層14設(shè)置在金屬線基底層13a的不具有金屬線的一側(cè)表面，而金屬線基底層13a的具有金屬線的一側(cè)表面朝向高分子聚合物絕緣層12，并與高分子聚合物絕緣層12接觸?？蛇x地，第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層是通過邊緣固定在一起的。
[0032]在本實(shí)施例中，第一電極層11為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二電極層14為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層11和第二電極層14分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。高分子聚合物絕緣層12為第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，金屬線層13為第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，金屬線層13與高分子聚合物絕緣層12之間形成摩擦界面。高分子聚合物絕緣層12與金屬線13b接觸摩擦的同時(shí)，也與金屬線基底層13a接觸摩擦。金屬線13b既起到和高分子聚合物絕緣層12摩擦的作用，也作為微納凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳?？蛇x地，高分子聚合物絕緣層12的第二側(cè)表面(即相對(duì)于金屬線層的一面)可以具有微納結(jié)構(gòu)，這樣形成摩擦界面的兩個(gè)表面都具有微納結(jié)構(gòu)，摩擦效果更佳。
[0033]如圖1a所示，金屬線13b為一種縱向的條紋狀結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型不僅限于此，金屬線還可以為橫向或斜向等其它方向的條紋狀結(jié)構(gòu)。如圖2所示，金屬線還可以為井字狀結(jié)構(gòu)。可選地，金屬線也可以為Z狀結(jié)構(gòu)、叉指狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)或輪胎花紋狀結(jié)構(gòu)。以條紋狀結(jié)構(gòu)為例，每種條紋的形狀根據(jù)金屬線的制備方法不同而不同。如果采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法在金屬線基底層的表面上涂覆或印制金屬線，那么所形成的金屬線條紋的截面為矩形，該矩形的寬度和高度都為納米級(jí)至微米級(jí)，優(yōu)選為500nm至500 μ m。如果采用熱壓的方法將金屬線嵌入到金屬線基底層的表面上，那么所形成的金屬線條紋的截面為圓形，該圓形的直徑為納米級(jí)至微米級(jí)，優(yōu)選為500nm至500 μ m。這些條紋狀結(jié)構(gòu)的金屬線之間的間距為納米級(jí)至微米級(jí)，優(yōu)選為IOOnm至10mm。
[0034]金屬線基底層13a的材料可以為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者再生聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(PETE)，也可以為能通過熱壓實(shí)現(xiàn)金屬布線的材料，例如熱塑性材料:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗稱有機(jī)玻璃)、聚氯乙烯(PVC)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)和聚氨酯(PU)中的任意一種。金屬線基底層13a需要耐高溫100°C以上
[0035]金屬線13b的材料可以為金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是招合金、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、銀合金或鉭合金。
[0036]第一電極層11和第二電極層14的材料可以為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金。其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、硒、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、銀合金或鉭合金?？蛇x地,第一電極層11和/或第二電極層14設(shè)置在電極基底層上，即第一電極層11之上設(shè)置有電極基底層，和/或，第二電極層14之下設(shè)置有電極基底層。
[0037]高分子聚合物絕緣層12的材料可以為聚酰亞胺薄膜、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、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、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、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任意一種。
[0038]下面具體介紹一下本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理:當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的高分子聚合物絕緣層和金屬線層的表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷在兩個(gè)電極層上感應(yīng)出電荷，從而導(dǎo)致第一電極層和第二電極層之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層和第二電極層之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層和第二電極層之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層和第二電極層之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)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。
[0039]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:
[0040]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0041]采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層；然后，在第一電極層上刮涂一定厚度的高分子聚合物溶液，固化成型，得到第一結(jié)構(gòu)層。
[0042]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0043]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在金屬線基底層的表面上，形成金屬線；或者，采用熱壓的方法將金屬線嵌入到金屬線基底層的表面上；然后，采用蒸鍍、離子濺射等技術(shù)制備第二電極層。
[0044]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0045]作為另一種實(shí)施方式，去掉圖1a和Ib所示的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)中的高分子聚合物絕緣層也是可行的結(jié)構(gòu)。即，第一結(jié)構(gòu)層包括第一電極層，第二結(jié)構(gòu)層與圖1a和Ib相同。其中，第一電極層為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二電極層為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。第一電極層同時(shí)還為第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，金屬線層為第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，第一電極層和金屬線層之間形成摩擦界面。
[0046]圖3為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例二的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第二電極層，金屬線13b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層11和金屬線13b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0047]由于金屬線13b為摩擦發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出電極，因此本實(shí)施例中金屬線13b優(yōu)選為能夠形成通路的結(jié)構(gòu)，這樣在摩擦?xí)r能夠感應(yīng)出更多的電荷，進(jìn)而提高發(fā)電效率。
[0048]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，不再贅述。金屬線基底層13a、金屬線13b、第一電極層11和高分子聚合物絕緣層12的材料也可參見實(shí)施例一的描述。
[0049]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:
[0050]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0051]采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層；然后，在第一電極層上刮涂一定厚度的高分子聚合物溶液，固化成型，得到第一結(jié)構(gòu)層。
[0052]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0053]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在金屬線基底層的表面上，形成金屬線；或者，采用熱壓的方法將金屬線嵌入到金屬線基底層的表面上。
[0054]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0055]作為另一種實(shí)施方式，去掉圖3所示的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)中的高分子聚合物絕緣層也是可行的結(jié)構(gòu)。即，第一結(jié)構(gòu)層包括第一電極層，第二結(jié)構(gòu)層與圖3相同。其中，第一電極層為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，金屬線為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。第一電極層同時(shí)還為第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，金屬線層為第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，第一電極層和金屬線層之間形成摩擦界面。
[0056]圖4為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例三的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層21、居間薄膜層22、金屬線層23和第二電極層24,其中第一電極層21為第一結(jié)構(gòu)層,居間薄膜層22、金屬線層23和第二電極層24組成第二結(jié)構(gòu)層。
[0057]金屬線層23由金屬線基底層23a和形成在金屬線基底層23a表面上的金屬線23b組成，居間薄膜層22形成在金屬線23b之上，居間薄膜層22對(duì)應(yīng)于金屬線23b的位置具有凸起結(jié)構(gòu)。第二電極層24層疊設(shè)置在金屬線基底層23a之下。即第二電極層24設(shè)置在金屬線基底層23a的不具有金屬線的一側(cè)表面，而居間薄膜層22設(shè)置在金屬線基底層23a的具有金屬線的一側(cè)表面。第一電極層21朝向居間薄膜層22，并與居間薄膜層22接觸。可選地，第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層是通過邊緣固定在一起的。
[0058]在本實(shí)施例中，第一電極層21為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二電極層24為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層21和第二電極層24分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。第一電極層21還同時(shí)為第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，居間薄膜層22和金屬線層23為第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，第一電極層21與居間薄膜層22之間形成摩擦界面。
[0059]圖4示出的金屬線23b為一種縱向的條紋狀結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型不僅限于此，金屬線的具體結(jié)構(gòu)和尺寸、間距都可參見實(shí)施例一的描述。
[0060]本實(shí)施例中，金屬線基底層23a、金屬線23b、第一電極層21和第二電極層24的材料也可參見實(shí)施例一的描述?？蛇x地，第一電極層21和/或第二電極層24設(shè)置在電極基底層上，即第一電極層21之上設(shè)置有電極基底層，和/或，第二電極層24之下設(shè)置有電極
基底層。
[0061]居間薄膜層22的材料可以為聚酰亞胺薄膜、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、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、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、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任意一種。
[0062]居間薄膜層22上形成的凸起結(jié)構(gòu)為微納凸起結(jié)構(gòu)，該微納凸起結(jié)構(gòu)中凸起的高度優(yōu)選為I μ m至100 μ m,凸起之間的間距優(yōu)選為IOOnm至10mm。居間薄膜層22的厚度優(yōu)選為 500nm 至 500 μ m。
[0063]下面具體介紹一下本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理:當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的第一電極層和居間薄膜層的表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷在兩個(gè)電極層上感應(yīng)出電荷，從而導(dǎo)致第一電極層和第二電極層之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層和第二電極層之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層和第二電極層之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層和第二電極層之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)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。
[0064]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:
[0065]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0066]采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層。
[0067]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0068]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在金屬線基底層的表面上，形成金屬線；或者，采用熱壓的方法將金屬線嵌入到金屬線基底層的表面上；然后，采用旋轉(zhuǎn)涂覆、刮涂、絲網(wǎng)印刷或靜電噴涂等方法將上述形成居間薄膜層的材料涂覆在金屬線基底層的具有金屬線的一側(cè)表面上，形成具有微納凸起結(jié)構(gòu)的居間薄膜層；最后，采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第二電極層。
[0069]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0070]圖5為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例四的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例三的不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第二電極層，金屬線23b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層21和金屬線23b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0071]由于金屬線23b為摩擦發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出電極，因此本實(shí)施例中金屬線23b優(yōu)選為能夠形成通路的結(jié)構(gòu)，這樣在摩擦?xí)r能夠感應(yīng)出更多的電荷，進(jìn)而提高發(fā)電效率。
[0072]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例三相同，不再贅述。
[0073]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:
[0074]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0075]采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層。
[0076]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0077]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在金屬線基底層的表面上，形成金屬線；或者，采用熱壓的方法將金屬線嵌入到金屬線基底層的表面上；然后，采用旋轉(zhuǎn)涂覆、刮涂、絲網(wǎng)印刷或靜電噴涂等方法將上述形成居間薄膜層的材料涂覆在金屬線基底層的具有金屬線的一側(cè)表面上，形成具有微納凸起結(jié)構(gòu)的居間薄膜層。
[0078]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0079]圖6a為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例五的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖6b為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例五的立體分離結(jié)構(gòu)示意圖，圖6c為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例五的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6a、6b和6c所示，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層31、高分子聚合物絕緣層32、居間薄膜層33、金屬線層34和第二電極層35，其中第一電極層31和高分子聚合物絕緣層32組成第一結(jié)構(gòu)層，居間薄膜層33、金屬線層34和第二電極層35組成第二結(jié)構(gòu)層。
[0080]第一電極層31設(shè)置在高分子聚合物絕緣層32的第一側(cè)表面上，高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面朝向居間薄膜層33，并與居間薄膜層33接觸。金屬線層34由金屬線基底層34a和形成在金屬線基底層34a —側(cè)表面上的金屬線34b組成，居間薄膜層33形成在金屬線34b之上，居間薄膜層33對(duì)應(yīng)于金屬線34b的位置具有凸起結(jié)構(gòu)。第二電極層35層疊設(shè)置在金屬線基底層34a之下。即第二電極層35設(shè)置在金屬線基底層34a的不具有金屬線的一側(cè)表面，而居間薄膜層33設(shè)置在金屬線基底層34a的具有金屬線的一側(cè)表面。可選地，第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層是通過邊緣固定在一起的。
[0081]在本實(shí)施例中，第一電極層31為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二電極層35為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層31和第二電極層35分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。高分子聚合物絕緣層32為第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，居間薄膜層33和金屬線層34為第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，高分子聚合物絕緣層32與居間薄膜層33之間形成摩擦界面?？蛇x地，高分子聚合物絕緣層32的第二側(cè)表面(SP相對(duì)于居間薄膜層的一面)可以具有微納結(jié)構(gòu)，這樣形成摩擦界面的兩個(gè)表面都具有微納結(jié)構(gòu)，摩擦效果更佳。
[0082]圖6a至圖6c示出的金屬線34b為一種縱向的條紋狀結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型不僅限于此，金屬線的具體結(jié)構(gòu)和尺寸、間距都可參見實(shí)施例一的描述。
[0083]本實(shí)施例中，金屬線基底層34a、金屬線34b、第一電極層31、第二電極層35和高分子聚合物絕緣層32的材料可參見實(shí)施例一的描述。居間薄膜層33的材料可參見實(shí)施例三的描述?？蛇x地，第一電極層31和/或第二電極層35設(shè)置在電極基底層上，即第一電極層31之上設(shè)置有電極基底層，和/或，第二電極層35之下設(shè)置有電極基底層。
[0084]居間薄膜層33上形成的凸起結(jié)構(gòu)為微納凸起結(jié)構(gòu)，該微納凸起結(jié)構(gòu)中凸起的高度優(yōu)選為I μ m至100 μ m,凸起之間的間距優(yōu)選為IOOnm至10mm。居間薄膜層33的厚度優(yōu)選為 500nm 至 500 μ m。
[0085]下面具體介紹一下本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理:當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的高分子聚合物絕緣層和居間薄膜層的表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷在兩個(gè)電極層上感應(yīng)出電荷，從而導(dǎo)致第一電極層和第二電極層之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層和第二電極層之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層和第二電極層之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層和第二電極層之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)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。
[0086]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:
[0087]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0088]采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層；然后，在第一電極層上刮涂一定厚度的高分子聚合物溶液，固化成型，得到第一結(jié)構(gòu)層。
[0089]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0090]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在金屬線基底層的表面上，形成金屬線；或者，采用熱壓的方法將金屬線嵌入到金屬線基底層的表面上；然后，采用旋轉(zhuǎn)涂覆、刮涂、絲網(wǎng)印刷或靜電噴涂等方法將上述形成居間薄膜層的材料涂覆在金屬線基底層的具有金屬線的一側(cè)表面上，形成具有微納凸起結(jié)構(gòu)的居間薄膜層；最后，采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第二電極層。
[0091]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0092]圖7為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例六的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例五的不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第二電極層，金屬線34b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層31和金屬線34b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0093]由于金屬線34b為摩擦發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出電極，因此本實(shí)施例中金屬線34b優(yōu)選為能夠形成通路的結(jié)構(gòu)，這樣在摩擦?xí)r能夠感應(yīng)出更多的電荷，進(jìn)而提高發(fā)電效率。
[0094]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例五相同，不再贅述。[0095]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:
[0096]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0097]采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層；然后，在第一電極層上刮涂一定厚度的高分子聚合物溶液，固化成型，得到第一結(jié)構(gòu)層。
[0098]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0099]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在金屬線基底層的表面上，形成金屬線；或者，采用熱壓的方法將金屬線嵌入到金屬線基底層的表面上；然后，采用旋轉(zhuǎn)涂覆、刮涂、絲網(wǎng)印刷或靜電噴涂等方法將上述形成居間薄膜層的材料涂覆在金屬線基底層的具有金屬線的一側(cè)表面上，形成具有微納凸起結(jié)構(gòu)的居間薄膜層。
[0100]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0101]圖8為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例七的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層41、第一金屬線層42、高分子聚合物絕緣層43、居間薄膜層44、第二金屬線層45和第二電極層46。其中第一電極層41、第一金屬線層42和高分子聚合物絕緣層43組成第一結(jié)構(gòu)層，居間薄膜層44、第二金屬線層45和第二電極層46組成第二結(jié)構(gòu)層。圖8示出的摩擦發(fā)電機(jī)的第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層是對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。
[0102]第一金屬線層42由第一金屬線基底層42a和形成在第一金屬線基底層42a —側(cè)表面上的第一金屬線42b組成，高分子聚合物絕緣層43形成在第一金屬線42b之下，高分子聚合物絕緣層43對(duì)應(yīng)于第一金屬線42b的位置具有凸起結(jié)構(gòu)。第一電極層41設(shè)置在第一金屬線基底層42a之上。即第一電極層41設(shè)置在第一金屬線基底層42a的不具有金屬線的一側(cè)表面，而高分子聚合物絕緣層43設(shè)置在第一金屬線基底層42a的具有金屬線的一側(cè)表面。第二金屬線層45由第二金屬線基底層45a和形成在第二金屬線基底層45a —側(cè)表面上的第二金屬線45b組成，居間薄膜層44形成在第二金屬線45b之上，居間薄膜層44對(duì)應(yīng)于第二金屬線45b的位置具有凸起結(jié)構(gòu)。第二電極層46設(shè)置在第二金屬線基底層45a之下。即第二電極層46設(shè)置在第二金屬線基底層45a的不具有金屬線的一側(cè)表面，而居間薄膜層44設(shè)置在第二金屬線基底層45a的具有金屬線的一側(cè)表面。高分子聚合物絕緣層43朝向居間薄膜層44，并與居間薄膜層44接觸?？蛇x地，第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層是通過邊緣固定在一起的。
[0103]在本實(shí)施例中，第一電極層41為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二電極層46為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層41和第二電極層46分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。第一金屬線層42和高分子聚合物絕緣層43為第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，居間薄膜層44和第二金屬線層45為第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，高分子聚合物絕緣層43和居間薄膜層44之間形成摩擦界面。
[0104]本實(shí)施例中，第一金屬線42b和第二金屬線45b的具體結(jié)構(gòu)和尺寸、間距都可參見實(shí)施例一的描述。
[0105]第一金屬線基底層42a、第一金屬線42b、第二金屬線基底層45a、第二金屬線45b、第一電極層41、第二電極層46、高分子聚合物絕緣層43的材料可參見實(shí)施例一的描述，居間薄膜層44的材料可參見實(shí)施例三的描述?？蛇x地，第一電極層41和/或第二電極層46設(shè)置在電極基底層上，即第一電極層41之上設(shè)置有電極基底層，和/或，第二電極層46之下設(shè)置有電極基底層。
[0106]高分子聚合物絕緣層43和居間薄膜層44上形成的凸起結(jié)構(gòu)為微納凸起結(jié)構(gòu)，該微納凸起結(jié)構(gòu)中凸起的高度優(yōu)選為I μ m至100 μ m,凸起之間的間距優(yōu)選為IOOnm至10mm。高分子聚合物絕緣層43和居間薄膜層44的厚度優(yōu)選為500nm至500 μ m。
[0107]下面具體介紹一下本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理:當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的高分子聚合物絕緣層和居間薄膜層的表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷在兩個(gè)電極層上感應(yīng)出電荷，從而導(dǎo)致第一電極層和第二電極層之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層和第二電極層之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層和第二電極層之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層和第二電極層之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)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。
[0108]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:
[0109]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0110]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在第一金屬線基底層的表面上，形成第一金屬線；或者，采用熱壓的方法將第一金屬線嵌入到第一金屬線基底層的表面上；然后，采用旋轉(zhuǎn)涂覆、刮涂、絲網(wǎng)印刷或靜電噴涂等方法將上述形成高分子聚合物絕緣層的材料涂覆在第一金屬線基底層的具有金屬線的一側(cè)表面上，形成具有微納凸起結(jié)構(gòu)的高分子聚合物絕緣層；最后，采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層。
[0111]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0112]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在第二金屬線基底層的表面上，形成第二金屬線；或者，采用熱壓的方法將第二金屬線嵌入到第二金屬線基底層的表面上；采用旋轉(zhuǎn)涂覆、刮涂、絲網(wǎng)印刷或靜電噴涂等方法將上述形成居間薄膜層的材料涂覆在第二金屬線基底層的具有金屬線的一側(cè)表面上，形成具有微納凸起結(jié)構(gòu)的居間薄膜層；最后，采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第二電極層。
[0113]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0114]圖9為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例八的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例七的不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第二電極層，第二金屬線45b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層41和第二金屬線45b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0115]由于第二金屬線45b為摩擦發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出電極，因此本實(shí)施例中第二金屬線45b優(yōu)選為能夠形成通路的結(jié)構(gòu)，這樣在摩擦?xí)r能夠感應(yīng)出更多的電荷，進(jìn)而提高發(fā)電效率。
[0116]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例七相同，不再贅述。
[0117]圖10為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例九的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，本實(shí)施例與實(shí)施例七的不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第一電極層和第二電極層，第一金屬線42b為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二金屬線45b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一金屬線42b和第二金屬線45b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0118]由于第一金屬線42b和第二金屬線45b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極,因此本實(shí)施例中第一金屬線42b和第二金屬線45b優(yōu)選為能夠形成通路的結(jié)構(gòu)，這樣在摩擦?xí)r能夠感應(yīng)出更多的電荷，進(jìn)而提高發(fā)電效率。
[0119]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例七相同，不再贅述。
[0120]圖11為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層51、第一金屬線層52、居間薄膜層53、第二金屬線層54和第二電極層55。其中，第一電極層51和第一金屬線層52組成第一結(jié)構(gòu)層,居間薄膜層53、第二金屬線層54和第二電極層55組成第二結(jié)構(gòu)層。
[0121]第一金屬線層52由第一金屬線基底層52a和形成在第一金屬線基底層52a —側(cè)表面上的第一金屬線52b組成,第一電極層51設(shè)置在第一金屬線基底層52a之上。即第一電極層51設(shè)置在第一金屬線基底層52a的不具有金屬線的一側(cè)表面。第二金屬線層54由第二金屬線基底層54a和形成在第二金屬線基底層54a —側(cè)表面上的第二金屬線54b組成，居間薄膜層53形成在第二金屬線54b之上，居間薄膜層53對(duì)應(yīng)于第二金屬線54b的位置具有凸起結(jié)構(gòu)。第二電極層55設(shè)置在第二金屬線基底層54a之下。即第二電極層55設(shè)置在第二金屬線基底層54a的不具有金屬線的一側(cè)表面，而居間薄膜層53設(shè)置在第二金屬線基底層54a的具有金屬線的一側(cè)表面。第一金屬線基底層52a的具有金屬線的一側(cè)表面朝向居間薄膜層53，并與居間薄膜層53接觸?？蛇x地，第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層是通過邊緣固定在一起的。
[0122]在本實(shí)施例中，第一電極層51為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二電極層55為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層51和第二電極層55分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。第一金屬線層52為第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，居間薄膜層53和第二金屬線層54為第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，第一金屬線層52和居間薄膜層53之間形成摩擦界面。居間薄膜層53與第一金屬線52b接觸摩擦的同時(shí)，也與第一金屬線基底層52a接觸摩擦。第一金屬線52b既起到和居間薄膜層53摩擦的作用，也作為微納凸起增加摩擦度，使摩擦效果更佳。
[0123]本實(shí)施例中，第一金屬線52b和第二金屬線54b的具體結(jié)構(gòu)和尺寸、間距都可參見實(shí)施例一的描述。
[0124]第一金屬線基底層52a、第一金屬線52b、第二金屬線基底層54a、第二金屬線54b、第一電極層51、第二電極層55的材料可參見實(shí)施例一的描述,居間薄膜層53的材料可參見實(shí)施例三的描述。可選地，第一電極層51和/或第二電極層55設(shè)置在電極基底層上，即第一電極層51之上設(shè)置有電極基底層，和/或，第二電極層55之下設(shè)置有電極基底層。居間薄膜層53上形成的凸起結(jié)構(gòu)為微納凸起結(jié)構(gòu),該微納凸起結(jié)構(gòu)中凸起的高度優(yōu)選為I μ m至100 μ m,凸起之間的間距優(yōu)選為IOOnm至10mm。居間薄膜層53的厚度優(yōu)選為500nm至500 μ m0
[0125]下面具體介紹一下本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理:當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的第一金屬線層和居間薄膜層的表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷在兩個(gè)電極層上感應(yīng)出電荷，從而導(dǎo)致第一電極層和第二電極層之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層和第二電極層之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層和第二電極層之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層和第二電極層之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)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。
[0126]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:
[0127]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0128]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在第一金屬線基底層的表面上，形成第一金屬線；或者，采用熱壓的方法將第一金屬線嵌入到第一金屬線基底層的表面上；然后，采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層。
[0129]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0130]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在第二金屬線基底層的表面上，形成第二金屬線；或者，采用熱壓的方法將第二金屬線嵌入到第二金屬線基底層的表面上；然后，采用旋轉(zhuǎn)涂覆、刮涂、絲網(wǎng)印刷或靜電噴涂等方法將上述形成居間薄膜層的材料涂覆在第二金屬線基底層的具有金屬線的一側(cè)表面上，形成具有微納凸起結(jié)構(gòu)的居間薄膜層；最后，采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第二電極層。
[0131]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0132]圖12為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十一的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖12所示，本實(shí)施例與實(shí)施例十的不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第二電極層，第二金屬線54b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層51和第二金屬線54b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0133]由于第二金屬線54b為摩擦發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出電極，因此本實(shí)施例中第二金屬線54b優(yōu)選為能夠形成通路的結(jié)構(gòu)，這樣在摩擦?xí)r能夠感應(yīng)出更多的電荷，進(jìn)而提高發(fā)電效率。
[0134]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例十相同，不再贅述。圖13為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十二的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖13所示，本實(shí)施例與實(shí)施例十的不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第一電極層，第一金屬線52b為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一金屬線52b和第二電極層55分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0135]由于第一金屬線52b為摩擦發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出電極，因此本實(shí)施例中第一金屬線52b優(yōu)選為能夠形成通路的結(jié)構(gòu)，這樣在摩擦?xí)r能夠感應(yīng)出更多的電荷，進(jìn)而提高發(fā)電效率。
[0136]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例十相同，不再贅述。
[0137]圖14為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十三的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖14所示，本實(shí)施例與實(shí)施例十的不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第一電極層和第二電極層，第一金屬線52b為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二金屬線54b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一金屬線52b和第二金屬線54b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0138]由于第一金屬線52b和第二金屬線54b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極，因此本實(shí)施例中第一金屬線52b和第二金屬線54b優(yōu)選為能夠形成通路的結(jié)構(gòu)，這樣在摩擦?xí)r能夠感應(yīng)出更多的電荷，進(jìn)而提高發(fā)電效率。
[0139]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例十相同，不再贅述。
[0140]圖15為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十四的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖15所示，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層61、第一金屬線層62、第二金屬線層63和第二電極層64。其中，第一電極層61和第一金屬線層62組成第一結(jié)構(gòu)層，第二金屬線層63和第二電極層64組成第二結(jié)構(gòu)層。
[0141]第一金屬線層62由第一金屬線基底層62a和形成在第一金屬線基底層62a —側(cè)表面上的第一金屬線62b組成,第一電極層61設(shè)置在第一金屬線基底層62a之上。即第一電極層61設(shè)置在第一金屬線基底層62a的不具有金屬線的一側(cè)表面。第二金屬線層63由第二金屬線基底層63a和形成在第二金屬線基底層63a —側(cè)表面上的第二金屬線63b組成，第二電極層64設(shè)置在第二金屬線基底層63a之下。即第二電極層64設(shè)置在第二金屬線基底層63a的不具有金屬線的一側(cè)表面。第一金屬線基底層62a的具有金屬線的一側(cè)表面朝向第二金屬線基底層63a的具有金屬線的一側(cè)表面，兩者接觸。可選地，第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層是通過邊緣固定在一起的。
[0142]在本實(shí)施例中，第一電極層61為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二電極層64為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層61和第二電極層64為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。第一金屬線層62為第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，第二金屬線層63為第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，第一金屬線層62和第二金屬線層63之間形成摩擦界面。在第一金屬線層62和第二金屬線層63接觸摩擦?xí)r，第一金屬線62b與第二金屬線63b之間、第一金屬線62b與第二金屬線基底層63a之間、第二金屬線63b與第一金屬線基底層62a之間、第一金屬線基底層62a與第二金屬線基底層63a之間都會(huì)接觸摩擦。
[0143]本實(shí)施例中，第一金屬線62b和第二金屬線63b的具體結(jié)構(gòu)和尺寸、間距都可參見實(shí)施例一的描述。
[0144]第一金屬線基底層62a、第一金屬線62b、第二金屬線基底層63a、第二金屬線63b、第一電極層61、第二電極層64的材料可參見實(shí)施例一的描述?？蛇x地，第一電極層61和/或第二電極層64設(shè)置在電極基底層上，即第一電極層61之上設(shè)置有電極基底層，和/或，第二電極層64之下設(shè)置有電極基底層。
[0145]下面具體介紹一下本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理:當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的第一金屬線層和第二金屬線層的表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷在兩個(gè)電極層上感應(yīng)出電荷，從而導(dǎo)致第一電極層和第二電極層之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層和第二電極層之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層和第二電極層之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層和第二電極層之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)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。
[0146]本實(shí)施例的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的制造方法可包括以下步驟:[0147]I)第一步驟:制造第一結(jié)構(gòu)層。
[0148]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在第一金屬線基底層的表面上，形成第一金屬線；或者，采用熱壓的方法將第一金屬線嵌入到第一金屬線基底層的表面上；然后，采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第一電極層。
[0149]2)第二步驟:制造第二結(jié)構(gòu)層。
[0150]制備金屬漿料，采用涂覆或絲網(wǎng)印刷的方法將金屬漿料涂覆或印刷在第二金屬線基底層的表面上，形成第二金屬線；或者，采用熱壓的方法將第二金屬線嵌入到第二金屬線基底層的表面上；然后，采用蒸鍍、離子濺射等方式制備第二電極層。
[0151]3)第三步驟:將第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層的邊緣固定在一起形成摩擦界面，使第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層接觸并能夠摩擦。
[0152]圖16為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十五的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖16所示，本實(shí)施例與實(shí)施例十四不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第二電極層，第二金屬線63b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一電極層61和第二金屬線63b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0153]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例十四相同，不再贅述。
[0154]圖17為本實(shí)用新型提供的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)的實(shí)施例十六的截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖17所示，本實(shí)施例與實(shí)施例十四不同之處在于，該金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)沒有第一電極層和第二電極層，第一金屬線62b為第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，第二金屬線63b為第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，即第一金屬線62b和第二金屬線63b分別為摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)輸出電極。
[0155]本實(shí)施例的其它層結(jié)構(gòu)和可選用的材料與實(shí)施例十四相同，不再贅述。
[0156]本實(shí)用新型提供的上述金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中微納結(jié)構(gòu)制作困難的問題，采用在金屬線基底層上設(shè)置有金屬線的方式，形成具有微納結(jié)構(gòu)的居間薄膜層或者設(shè)置有金屬線的基底摩擦層，從而制得的摩擦發(fā)電機(jī)發(fā)電效果佳，更重要的是采用熱壓的方式在金屬線基底層上形成金屬線凸起結(jié)構(gòu)，工藝簡單，不存在脫模困難的問題，使得產(chǎn)品合格率提高，且有利于摩擦發(fā)電機(jī)大規(guī)模批量生產(chǎn)，也極大的節(jié)約了成本。
[0157]最后，需要注意的是:以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子，當(dāng)然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行改動(dòng)和變型，倘若這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括:第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層，所述第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層之間形成摩擦界面；所述第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層均包括作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)和作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，其中，所述第一結(jié)構(gòu)層和所述第二結(jié)構(gòu)層中的任一者或兩者中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)至少包括由金屬線基底層和金屬線組成的金屬線層，所述金屬線形成在所述金屬線基底層的一側(cè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層包括層疊設(shè)置的第一電極層和高分子聚合物絕緣層，所述第一電極層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，所述高分子聚合物絕緣層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)； 所述第二結(jié)構(gòu)層包括所述金屬線層，所述金屬線層為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，所述金屬線層與所述高分子聚合物絕緣層之間形成摩擦界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層包括第一電極層，所述第一電極層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，且同時(shí)為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)； 所述第二結(jié)構(gòu)層包括所述金屬線層，所述金屬線層為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，所述金屬線層與所述第一電極層之間形成摩擦界面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于: 所述金屬線為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)； 或者，所述第二結(jié)構(gòu)層還包括層疊設(shè)置在所述金屬線基底層之下的第二電極層，所述第二電極層為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于: 所述金屬線為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)； 或者，所述第二結(jié)構(gòu)層還包括層疊設(shè)置在所述金屬線基底層之下的第二電極層，所述第二電極層為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述高分子聚合物絕緣層相對(duì)于所述金屬線層的一面具有微納結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第二結(jié)構(gòu)層包括所述金屬線層以及形成在所述金屬線之上的居間薄膜層，所述居間薄膜層對(duì)應(yīng)于所述金屬線的位置具有凸起結(jié)構(gòu)；所述居間薄膜層與所述金屬線層為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于: 所述金屬線為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)； 或者，所述第二結(jié)構(gòu)層還包括層疊設(shè)置在所述金屬線基底層之下的第二電極層，所述第二電極層為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層包括第一電極層，所述第一電極層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，且同時(shí)為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)；所述第一電極層與所述居間薄膜層之間形成摩擦界面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層包括層疊設(shè)置的第一電極層和高分子聚合物絕緣層，所述第一電極層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，所述高分子聚合物絕緣層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)；所述高分子聚合物絕緣層與所述居間薄膜層之間形成摩擦界面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述高分子聚合物絕緣層相對(duì)于所述居間薄膜層的一面具有微納結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層包括所述金屬線層以及形成在所述金屬線之下的高分子聚合物絕緣層，所述高分子聚合物絕緣層對(duì)應(yīng)于所述金屬線的位置具有凸起結(jié)構(gòu)；所述高分子聚合物絕緣層與所述金屬線層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)；所述高分子聚合物絕緣層與所述居間薄膜層之間形成摩擦界面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于: 第一結(jié)構(gòu)層中的金屬線為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)； 或者，所述第一結(jié)構(gòu)層還包括層疊設(shè)置在第一結(jié)構(gòu)層中金屬線基底層之上的第一電極層，所述第一電極層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層包括所述金屬線層，所述金 屬線層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，所述金屬線為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，所述金屬線層與所述居間薄膜層之間形成摩擦界面。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層包括所述金屬線層以及層疊設(shè)置在所述金屬線基底層之上的第一電極層，所述第一電極層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)，所述金屬線層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)，所述金屬線層與所述居間薄膜層之間形成摩擦界面。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層都包括所述金屬線層，各自包括的所述金屬線層分別為第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層中作為摩擦層的層結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，各自包括的所述金屬線層中的金屬線分別為第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層還包括層疊設(shè)置在金屬線基底層之上的第一電極層，所述第一電極層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)； 金屬線為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一結(jié)構(gòu)層還包括層疊設(shè)置在金屬線基底層之上的第一電極層，所述第一電極層為所述第一結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)； 所述第二結(jié)構(gòu)層還包括層疊設(shè)置在金屬線基底層之下的第二電極層，所述第二電極層為所述第二結(jié)構(gòu)層中作為輸出電極的層結(jié)構(gòu)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-5、7-19任一項(xiàng)所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述金屬線為條紋狀結(jié)構(gòu)、Z狀結(jié)構(gòu)、叉指狀結(jié)構(gòu)、井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)或輪胎花紋狀結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于: 所述金屬線截面為圓形時(shí)，所述金屬線的截面的直徑為500nm至500μπι;所述金屬線之間的間距為IOOnm至IOmm ;或 所述金屬線截面為矩形時(shí)，所述金屬線的截面的高度為500nm至500 μ m,寬度為500nm至500 μ m ;所述金屬線之間的間距為IOOnm至10mm。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述金屬線的材料為金、銀、鉬、鈕、招、鎳、銅、鈦、鉻、硒、鐵、猛、鑰、鶴、銀、招合金、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、銀合金或鉭合金。
23.根據(jù)權(quán)利要求1項(xiàng)所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述金屬線基底層的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、再生聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龍、聚碳酸酯或聚氨酯。
24.根據(jù)權(quán)利要求2、3、9-11、13、15、18、19中任一項(xiàng)所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一電極層的材料為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一電極層設(shè)置在電極基底層上。
26.根據(jù)權(quán)利要求4、5、8-15、19中任一項(xiàng)所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第二電極層的材料為銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第二電極層設(shè)置在電極基底層上。
28.根據(jù)權(quán)利要求2、4、10-13中任一項(xiàng)所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述高分子聚合物絕緣層的材料為聚酰亞胺薄膜、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、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、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、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任意一種。
29.根據(jù)權(quán)利要求7-15任一項(xiàng)所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述居間薄膜層的材料為聚酰亞胺薄膜、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、聚甲基薄膜、甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚氨酯柔性海綿薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、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、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的任意一種。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的金屬線復(fù)合材料摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述居間薄膜層上形成的凸起結(jié)構(gòu)為微納凸起結(jié)構(gòu)，該微納凸起結(jié)構(gòu)中凸起的高度為I μ m至100 μ m,凸起之間的間距為IOOnm至IOmm ;所述居間薄膜層的厚度為500nm至500 μ m。
【文檔編號(hào)】H02N1/04GK203445804SQ201320444518
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】趙豪, 孫利佳, 王竹, 劉軍鋒 申請(qǐng)人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司