一种摩擦发电机制造技术

本实用新型专利技术提供一种摩擦发电机，该摩擦发电机包括依次设置的第一电极、第一高分子聚合物层和第二电极；其中所述第一电极和第二电极相对设置，第一高分子聚合物层设置在第一电极和第二电极之间，所述第一电极和第二电极为摩擦发电机电压和电流输出电极。本实用新型专利技术采用加入电荷控制剂使得发电机的输出功率提高，电流输出和电压输出均有很大的提高，同时充电速度更快。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种摩擦发电机，该摩擦发电机包括依次设置的第一电极、第一高分子聚合物层和第二电极；其中所述第一电极和第二电极相对设置，第一高分子聚合物层设置在第一电极和第二电极之间，所述第一电极和第二电极为摩擦发电机电压和电流输出电极。本技术采用加入电荷控制剂使得发电机的输出功率提高，电流输出和电压输出均有很大的提高，同时充电速度更快。【专利说明】一种摩擦发电机
本技术涉及一种摩擦发电机，具体地，本技术涉及一种具有层结构的摩擦发电机。
技术介绍
采用纳米技术构建的能量收集和转换装置，在自供电纳米系统中起关键作用，由于其环保、节能、自驱动性质而日益受到广泛关注。随着压电纳米发电机首次将机械能转换为电能以来，以压电和摩擦电为基础的不同结构和材料的纳米发电机相继问世。目前，纳米发电机已能够驱动小型液晶显示屏、低功率发光二极管以及微型电子器件和模块等，但是发电机的输出功率仍然是制约其发展和应用的关键因素。因此，寻找能够高功率输出，并且充电速度较快的纳米发电机成为业界目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是克服现有纳米摩擦发电机输出功率低，充电速度慢的缺陷，提供一种输出功率高同时充电速度更快的摩擦发电机。为了解决上述技术问题，本技术提供的第一技术方案是一种摩擦发电机，该摩擦发电机包括依次设置的第一电极、第一高分子聚合物层和第二电极;其中所述第一电极和第二电极相对设置，第一高分子聚合物层设置在第一电极和第二电极之间，所述第一电极和第二电极为摩擦发电机电压和电流输出电极。其中，所述第一高分子聚合物层的一侧表面为包含有电荷控制剂的复合层结构。所述第一高分子聚合物层与第二电极之间设置有第二高分子聚合物层。其中，所述第一高分子聚合物层和第二高分子聚合物层相对设置的表面中的至少一个表面为包含电荷控制剂的复合层结构。其中，所述第一高分子聚合物层和第二高分子聚合物层之间设置有居间薄膜层。其中，所述第一高分子聚合物层、居间薄膜层及第二高分子聚合物层的相对设置的表面中至少一个表面为包含电荷控制剂的复合层结构。其中，所述第一高分子聚合物层、第二高分子聚合物层和/或居间薄膜层相对设置的表面中至少一个表面上设置有微纳凹凸结构；所述微纳凹凸结构的凸起高度为50nm-300nmo其中，所述第一电极和第二电极所用材料分别独立的选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬、锡中的任意一种。其中，所述电荷控制剂选自如下化合物中的一种:三苯甲烷类化合物、铵的化合物、亚铵化合物、氟化的铵化合物、氟化的亚铵化合物、双阳离子酸酰胺衍生物、聚合的铵化合物、二烯丙基铵化合物、二芳基硫醚化合物、酚化合物、鱗化合物，氟取代鱗化合物、铬偶氮配合物。其中，所述第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层和第二高分子聚合物绝缘层的材质不同。其中，所述第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层和第二高分子聚合物绝缘层所用材料分别独立地选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚苯乙烯中的一种。本技术采用加入电荷控制剂使得发电机的输出功率提高，电流输出和电压输出均有很大的提高，同时充电速度更快。【附图说明】图1是本技术一种【具体实施方式】的结构示意图；图2是本技术一种【具体实施方式】的结构示意图；图3是本技术一种【具体实施方式】的结构示意图；图4是本技术样品电压测定结果；图5是本技术样品充电时间测定结果；其中:1-第一电极;2-第一高分子聚合物层;3-第二电极；4-第二高分子聚合物层;5-居间薄膜层。【具体实施方式】为充分了解本技术之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本技术做详细说明。在一种【具体实施方式】中，本技术提供了一种摩擦发电机，如图1所示，该摩擦发电机包括依次设置的第一电极(1)、第一高分子聚合物层(2)和第二电极(3);其中所述第一电极(I)和第二电极(3)相对设置，第一高分子聚合物层(2)设置在第一电极(I)和第二电极(3)之间，所述第一电极(I)和第二电极(3)是摩擦发电机电压和电流输出电极。在另外一种【具体实施方式】中，本技术提供了一种摩擦发电机，如图2所示，该摩擦发电机包括依次设置的第一电极(I)、第一高分子聚合物层(2)、第二高分子聚合物层(4)和第二电极(3);其中所述第一电极(I)和第二电极(3)相对设置，第一高分子聚合物层(2)和第二高分子聚合物层(4)依次设置在第一电极(I)和第二电极(3)之间，所述第一电极(I)和第二电极(3)是摩擦发电机电压和电流输出电极。在另外一种【具体实施方式】中，本技术提供了一种摩擦发电机，如图3所示，该摩擦发电机包括依次设置的第一电极(I)、第一高分子聚合物层(2)、居间薄膜层(5)、第二高分子聚合物层(4)和第二电极(3);其中所述第一电极(I)和第二电极(3)相对设置，第一高分子聚合物层(2)、居间薄膜层(5)和第二高分子聚合物层(4)依次设置在第一电极(I)和第二电极(3)之间，所述第一电极(I)和第二电极(3)是摩擦发电机电压和电流输出电极。进一步地，本技术提供一种摩擦发电机，其包含与上述类似的结构，只是在其第一高分子聚合物层、第二高分子聚合物层相对设置的表面，以及第一高分子聚合物层、第二高分子聚合物层和/或居间薄膜层的相对设置的表面中至少一个表面为包含电荷控制剂的复合层结构(图未示)，若相对设置的表面同时为包含电荷控制剂的复合层结构，则两个复合层结构所包含的电荷控制剂的电性相反。优选地，所述电荷控制剂选自如下化合物中的一种:三苯甲烷类化合物、铵的化合物、亚铵化合物、氟化的铵化合物、氟化的亚铵化合物、双阳离子酸酰胺衍生物、聚合的铵化合物、二烯丙基铵化合物、二芳基硫醚化合物、酚化合物、鱗化合物，氟取代鱗化合物、铬偶氮配合物。更优选地，所述电荷控制剂为铬偶氮配合物类电荷控制剂DL-N32CA。更优选地，所述电荷控制剂的添加量为0.1%_30%(电荷控制剂占高分子聚合物的质量百分比)。由于加入电荷控制剂使本技术的摩擦发电机的充电速度更快，输出电流和电压更高。优选地，所述第一高分子聚合物层、居间薄膜层、第二高分子聚合物层至少一个表面上设置有微纳凹凸结构;所述微纳凹凸结构的凸起高度为50nm-300nm。通过在高分子聚合物层上设置有各种微纳凹凸结构，从而使高分子聚合物层的表面积增大，具有更高的输出功率。优选地，所述第一电极和第二电极所用材料分别独立的选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬、锡中的任意一种;第一高分子聚合物绝缘层、居间薄膜层和第二高分子聚合物绝缘层所用材料分别选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚苯乙烯中的一种。实施例实施例1本实施例摩擦发电机的尺寸为2cm*2cm，总厚度大约1000微米，该摩擦发电机包括依次设置的第一电极(I)、第一高分子聚合物层(2)、第二高分子聚合物层(4)和第二电极(3);其中所述第一电极(I)和第二电极(3)相对设置，第一高分子聚合物层(2)和第二高分子聚合物层(4)依次设置在第一电极(I)和第二电极(3)之间，所述第一电极(I)和第二电极(3)为摩擦发电机电压和电流输出电极。采用聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦发电机，其特征在于，该摩擦发电机包括依次设置的第一电极、第一高分子聚合物层和第二电极；其中所述第一电极和第二电极相对设置，第一高分子聚合物层设置在第一电极和第二电极之间，所述第一高分子聚合物层的一侧表面为包含有电荷控制剂的复合层结构，所述第一电极和第二电极为摩擦发电机电压和电流输出电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔婧，孙利佳，王珊，赵豪，
申请(专利权)人：纳智源科技唐山有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河北;13