一种压电-电磁复合式振动能量收集器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种压电‑电磁复合式振动能量收集器及其制备方法，该能量收集器包括相互堆叠的衬底和背板；所述衬底经刻蚀形成悬臂梁结构，其中，所述衬底的下表面形成有凹槽、所述凹槽上方为悬臂梁结构，所述凹槽和所述背板形成腔体，所述腔体内设有永磁体；所述悬臂梁结构的上表面设置有压电层，在所述衬底上表面的除了所述悬臂梁结构以外的周边区域设置有第一电感线圈层，所述压电层与所述第一电感线圈层相绝缘；所述背板的下表面设置有第二电感线圈层。通过本发明专利技术的制备方法所制备的压电‑电磁复合式振动能量收集器，具有较高的能量收集效率、高的输出功率和输出功率密度(W/cm

【技术实现步骤摘要】
一种压电-电磁复合式振动能量收集器及其制备方法
本专利技术涉及一种收集环境中振动能量的能量收集器及其制备方法，尤其涉及一种基于压电效应和电磁感应原理的复合式谐振型振动能量收集器及其制备方法。
技术介绍
能量收集器可拾取环境能量(如辐射、温差、振动等)并转化为电能为系统供电。与传统的电化学电池比较，能量收集器具有经济、环保且理论上无寿命限制等优点，因此符合能源的未来发展趋势，非常适合于为物联网、可穿戴设备等新兴领域提供电能。太阳能、电磁辐射、温差、振动等都是可拾取的环境能源，与其它环境能源相比，振动是一种分布广泛的能量源，因此，振动能量收集器具有广阔的发展和应用前景。根据不同的工作原理，振动能量收集器包括静电式、压电式及电磁式等几种类型，其中，静电式能量收集器需要额外辅助电源才能将动能转换为电能，其结构和操作复杂，因此，基于压电效应和法拉第电磁感应原理的压电式和电磁式振动能量收集器受到人们的广泛关注。压电式和电磁式能量收集器各有优缺点：压电式能量收集器输出电压高，但输出电流低；电磁式能量收集器恰与之相反。因此，将压电式和电磁式能量收集器相复合，充分发挥两者的优势，是提高能量收集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电‑电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，其包括：相互堆叠的衬底和背板；所述衬底经刻蚀形成悬臂梁结构，其中，所述衬底的下表面形成有凹槽、所述凹槽上方为悬臂梁结构，所述凹槽和所述背板形成腔体，所述腔体内设有永磁体；所述悬臂梁结构的上表面设置有压电层，在所述衬底上表面的除了所述悬臂梁结构以外的周边区域设置有第一电感线圈层，所述压电层与所述第一电感线圈层相绝缘；所述背板的下表面设置有第二电感线圈层。

【技术特征摘要】
1.一种压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，其包括：相互堆叠的衬底和背板；所述衬底经刻蚀形成悬臂梁结构，其中，所述衬底的下表面形成有凹槽、所述凹槽上方为悬臂梁结构，所述凹槽和所述背板形成腔体，所述腔体内设有永磁体；所述悬臂梁结构的上表面设置有压电层，在所述衬底上表面的除了所述悬臂梁结构以外的周边区域设置有第一电感线圈层，所述压电层与所述第一电感线圈层相绝缘；所述背板的下表面设置有第二电感线圈层。2.根据权利要求1所述的压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，所述压电层包括压电材料层以及形成在该压电材料层的上、下表面的上、下电极。3.根据权利要求1所述的压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，所述压电层和所述第一电感线圈层之间设置有绝缘层，所述凹槽的表面设置有绝缘层；和/或所述背板和所述第二电感线圈层之间设置有绝缘层。4.根据权利要求1所述的压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，所述永磁体为球体；所述悬臂梁结构与所述衬底之间包括镂空区域，所述镂空区域的几何尺寸小于或者等于所述永磁体的几何尺寸的1/3。5.根据权利要求1所述的压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，所述第一电感线圈层和/或所述第二电感线圈层为矩形螺旋面结构或圆形螺旋面结构。6.一种压电-电磁复合式振动能量收集器的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓东，石晶晶，黄见秋，黄庆安，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32