元件和发电机制造技术

提供一种元件，其包括：第一电极、中间层和第二电极；第一电极、中间层和第二电极以此顺序布置，中间层包括有机聚合物材料，其中有机聚合物材料的分子结构包括由下式(1)表示的结构，其中R1为羰基、醚基、硫醚基或有机聚硅氧烷，且R1可与R2形成环状结构(酰亚胺基团)；且R2至R6为可相同或不同的有机基团，其中所述有机基团各自可具有2价或更高的化学价并且可形成另外的结构。

Components and generators

An element, which comprises a first electrode, an intermediate layer and a second electrode; a first electrode, the middle layer and the second electrode on the order of arrangement, the middle layer consists of organic polymer materials, the molecular structure of organic polymer materials including by formula (1) said the structure, where R1 is the carbonyl, ether, thioether base or organic polysiloxane, and R1 can form a ring structure with R2 (imide group); and R2 to R6 can be the same or different organic groups, wherein the organic group may have their price of 2 or more chemical and other structures can be formed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】元件和发电机
本公开涉及元件和发电机。
技术介绍
常规上，已经有这样的尝试：有效地利用通过结构体(例如道路、桥梁和建筑物)的振动、运动物体(例如小汽车和火车车厢)的振动和由于人类活动引起的振动所产生的能量。对于有效地利用由振动产生的能量的方法，存在其中将振动能转化为电能的方法。这样的方法的实例包括利用压电元件的系统和利用静电感应的系统。利用压电元件的系统主要使用基于陶瓷的压电元件，并且利用当由于振动向压电元件施加形变时在压电元件的表面处感生电荷的现象。利用静电感应的系统通常使用半永久地保留电荷的驻极体电介质(例如参见PTL1至PTL3)。在前述文献中使用的驻极体电介质为能够使电介质带电以半永久地产生静电场的材料。借助通过由于振动改变驻极体电介质和远离驻极体电介质布置的电极之间的相对位置的静电感应而使电极感生电荷。结果，产生电。由于利用压电元件的系统主要使用基于陶瓷的压电元件，因此存在所述元件不具有挠性并且元件容易断裂的问题。在利用静电感应的系统中，当制造使用的驻极体衍生物时，需要在电介质上进行充电处理。充电处理的实例包括电晕放电和等离子体放电处理。然而，这些处理具有需要大量电能的问题。而且，元件的挠性不足。另外，通常布置机械容量变化系统，且因此难以实现挠性元件。引文列表专利文献PTL1：日本专利No.5563746PTL2：日本未审专利申请公布No.2012-164727PTL3：日本未审专利申请公布2012-164917
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供具有优异的挠性和优异的耐久性并且不需要充电处理的元件。问题的解决方案作为前述问题的解决手段，本专利技术的元件包括第一电极、中间层和第二电极(以此顺序布置)。中间层包括有机聚合物材料，其中有机聚合物材料的分子结构包括由下式(1)表示的结构。[化学式1]在上式(1)中，R1为羰基、醚基、硫醚基或有机聚硅氧烷，且R1与R2可形成环状结构(酰亚胺基团)；且R2-R6为可相同或不同的有机基团，所述有机基团各自可具有2价或更高的化学价且可形成另外的结构。专利技术的有益效果本专利技术可提供具有优异的挠性和优异的耐久性且不需要充电处理的元件。附图说明[图1-1]图1-1为说明本专利技术的元件的实施方式的示意性横截面视图。[图1-2]图1-2为说明本专利技术的其中在一个电极和中间层之间布置间隔的元件的实施方式的示意性横截面视图。[图1-3]图1-3为说明本专利技术的其中在一个电极和中间层之间布置间隔且在另一个电极和中间层之间布置间隔的元件的实施方式的示意性横截面视图。[图2-1]图2-1为说明其中在图1-2中说明的元件中的电极的每一个和各自的覆盖材料之间布置电线的实例的示意性横截面视图。[图2-2]图2-2为说明其中使用间隔物在图2-1中说明的元件的第一电极和中间层之间布置间隔的实例的示意性横截面视图。[图3]图3为说明本专利技术发电机的实施方式的示意性横截面视图。[图4]图4为说明本专利技术发电机的另一个实施方式的示意性横截面视图。具体实施方式(元件)本专利技术的元件包括第一电极、中间层和第二电极(以此顺序布置)。本专利技术的元件视需要可还包括其它部件。<第一电极和第二电极>第一电极和第二电极各自的材料、形状、尺寸和结构取决于预期意图适当地选择而没有任何限制。第一电极的材料、形状、尺寸和结构与第二电极的材料、形状、尺寸和结构可相同或不同，但是第一电极的材料、形状、尺寸和结构优选地与第二电极的材料、形状、尺寸和结构相同。第一电极和第二电极的材料的实例包括金属、碳类导电材料和导电橡胶组合物。金属的实例包括金、银、铜、铝、不锈钢、钽、镍和磷青铜。碳类导电材料的实例包括石墨、碳纤维和碳纳米管。导电橡胶组合物的实例包括含有导电填料和橡胶的组合物。导电填料的实例包括碳材料(例如克特晏黑(Ketjenblack)、乙炔黑、石墨、碳纤维、碳纳米纤维和碳纳米管)、金属填料(例如金、银、铂、铜、铁、镍和铝)、导电聚合物材料(例如聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚对亚苯(poly(p-phenylene))和聚(对亚苯基)亚乙烯基衍生物的任一种的衍生物，或用掺杂剂例如阴离子和阳离子掺杂的衍生物)和离子液体。这些可单独或以组合使用。橡胶的实例包括有机硅橡胶、改性的有机硅橡胶、含氟有机硅橡胶、丙烯酸类橡胶、氯丁二烯橡胶、聚硫橡胶、聚氨酯橡胶、异丁基橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁基橡胶、乙烯橡胶和天然橡胶(胶乳)。第一电极的形态和第二电极的形态的实例包括片(sheet)、膜、膜、机织织物、无纺织物、网状物、海绵状物和沉积膜。第一电极的形态和第二电极的形态可取决于元件的形状适当地选择而没有任何限制。第一电极的尺寸和第二电极的尺寸没有特别限制，并且取决于元件的形状适当地选择。第一电极的平均厚度和第二电极的平均厚度取决于元件的结构可适当地选择。考虑到所得元件的导电性和挠性，第一电极的平均厚度和第二电极的平均厚度优选在0.01μm-1mm范围内、更优选在0.1μm-500μm范围内。当第一电极的平均厚度和第二电极的平均厚度为0.01μm或更大时，可获得适当的机械强度，且因此所得元件的导电性改善。当第一电极的平均厚度和第二电极的平均厚度为1mm或更小时，所得元件是可形变的，且因此可获得优异的发电性能。<中间层>中间层包括有机聚合物材料，其中有机聚合物材料的分子结构包括由下式(1)表示的结构。在本专利技术中，可在有机聚合物材料的主链或侧链中包括前述结构。而且，可包括所述结构作为用于将有机聚合物材料的分子彼此键合的交联剂。[化学式2]在上式(1)中，R1为羰基、醚基、硫醚基或有机聚硅氧烷，且R1和R2可形成环状结构(酰亚胺基团)；且R2至R6为可相同或不同的有机基团，其中所述有机基团各自可具有2价或更高的化学价且可形成另外的结构。其中在材料的主链中包括由式(1)表示的结构的有机聚合物材料的实例包括热塑性树脂(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚氨酯)、热固性树脂(例如环氧树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂)、工程塑料(例如芳香族聚酰胺、芳香族聚酰亚胺和聚碳酸酯)和高级工程塑料(例如聚亚苯基硫醚、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮和聚醚砜)。其中在材料的侧链中包括由式(1)表示的结构的有机聚合物材料的实例包括热塑性树脂(例如聚苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂)和热固性弹性体(例如苯乙烯丁二烯橡胶和苯基有机硅橡胶)。而且，包括由式(1)表示的结构的交联剂的实例包括酸酐(例如邻苯二甲酸酐和马来酸酐)和异氰脲酸衍生物[例如二乙烯基苯、异氰脲酸三烯丙基酯、异氰脲酸三缩水甘油基酯、异氰脲酸三(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)酯、异氰脲酸三(2-羟乙基)酯、异氰脲酸三(2-羧乙基)酯、异氰脲酸烯丙基二缩水甘油基酯、异氰脲酸二烯丙基缩水甘油基酯和异氰脲酸甲基二烯丙基酯]。由于中间层包括前述材料，所得元件可实现大的发电量。而且，当在由式(1)表示的结构中包含吸电子取代基时，可实现元件的更大发电量。吸电子取代基的实例包括硝基、氰基、卤素、苯基、羧基、酰基、醛基(aldehyde)、磺酸基(sulfonicacid)、亚砜基团、乙烯基、烯丙基、炔基和异氰脲酸酯基(异氰脲酸基，isocyanurate)。中间层可本文档来自技高网...

【技术保护点】
元件，其包括：第一电极；中间层；和第二电极，第一电极、中间层和第二电极以此顺序布置，中间层包括有机聚合物材料，其中有机聚合物材料的分子结构包括由下式(1)表示的结构：[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.09 JP 2015-045489;2015.10.20 JP 2015-206041.元件，其包括：第一电极；中间层；和第二电极，第一电极、中间层和第二电极以此顺序布置，中间层包括有机聚合物材料，其中有机聚合物材料的分子结构包括由下式(1)表示的结构：[化学式1]其中R1为羰基、醚基、硫醚基或有机聚硅氧烷，且R1能与R2形成环状结构(酰亚胺基团)；且R2至R6为可相同或不同的有机基团，其中所述有机基团各自能具有2价或更高的化学价并且能形成另外的结构。2.根据权利要求1的元件，其中由式(1)表示的结构包括吸电子取代基。3.根据权利要求1或2的元件，其中所述有机聚合物材料的主链包括硅氧烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：名取润一郎，近藤玄章，菅原智明，有住夕子，今井崇寻，小田切瑞树，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本,JP