多电极结构的摩擦发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种多电极结构的摩擦发电机，包括：至少一个附加发电部件以及层叠设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件；第一摩擦发电部件包括：层叠设置的第一电极层和第一介电材料层；第二摩擦发电部件至少包括：第二电极层；第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件之间构成摩擦界面；至少一个附加发电部件层叠设置于第一摩擦发电部件和/或第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上；附加发电部件包括：层叠设置的附加电极层和附加介电材料层；其中，第一电极层、第二电极层和附加电极层为多电极结构的摩擦发电机的信号输出端。本发明专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机整体厚度小，单位体积内的发电量高，发电效率高，且制作工艺简单，成本低廉。

Multi-electrode Friction Generator

The invention discloses a friction generator with multi-electrode structure, which comprises at least one additional power generating component and a first friction generating component and a second friction generating component stacked together; the first friction generating component comprises a first electrode layer and a first dielectric material layer stacked together; the second friction generating component comprises at least a second electrode layer; the first friction generating component and the second friction generating component. A friction interface is formed between the second friction power generation components; at least one additional power generation component is stacked on one side of the first friction power generation component and/or the second friction power generation component away from the friction interface; the additional power generation component includes an additional electrode layer and an additional dielectric material layer which are stacked; the first electrode layer, the second electrode layer and the additional electrode layer are multi-electrode junctions. Signal output terminal of the friction generator. The friction generator with multi-electrode structure provided by the invention has small overall thickness, high power generation per unit volume, high power generation efficiency, simple manufacturing process and low cost.

【技术实现步骤摘要】
多电极结构的摩擦发电机
本专利技术涉及摩擦发电
，具体涉及一种多电极结构的摩擦发电机。
技术介绍
摩擦发电机已广泛应用在多个领域中。现有技术中的单体的摩擦发电机通常包括一对摩擦界面以及一对用于输出电信号的电极层，当外力作用在摩擦发动机上时，摩擦界面发生摩擦并产生电荷，所产生的电荷只能在电极层中进行一次感应，因此感应电荷的电荷量有限，导致摩擦发电机的发电效率较低。在一些应用场景下，为了提高发电效率，人们通常会将两个单体的摩擦发电机通过双面胶层等方式叠加设置在一起。虽然将两个单体的摩擦发电机叠加在一起能够在一定程度上提高发电效率，但是摩擦发电机经叠加后必然会大幅增加其厚度，导致单位体积内的发电量较小，很难满足用户使用需求。因此，现有技术中缺少一种单位体积内的发电量高的摩擦发电机。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种多电极结构的摩擦发电机，用于解决现有技术中摩擦发电机的发电效率较低、单位体积内的发电量较小的问题。本专利技术提供一种多电极结构的摩擦发电机，包括：至少一个附加发电部件以及层叠设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件；第一摩擦发电部件包括：层叠设置的第一电极层和第一介电材料层；第二摩擦发电部件至少包括：第二电极层；第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件之间构成摩擦界面；至少一个附加发电部件层叠设置于第一摩擦发电部件和/或第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上；附加发电部件包括：层叠设置的附加电极层和附加介电材料层；其中，第一电极层、第二电极层和附加电极层为多电极结构的摩擦发电机的信号输出端。进一步地，第一摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上设置有至少一个附加发电部件；和/或，第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上设置有至少一个附加发电部件。进一步地，与第一摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加介电材料层设置于第一摩擦发电部件所包括的第一电极层和与第一摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加电极层之间；与第二摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加介电材料层设置于第二摩擦发电部件所包括的第二电极层和与第二摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加电极层之间；相邻两个附加发电部件所包括的附加电极层之间设置有附加介电材料层。进一步地，第二摩擦发电部件还包括：第二介电材料层；第二介电材料层设置在第二电极层靠近第一摩擦发电部件的一侧表面上。进一步地，多电极结构的摩擦发电机还包括：居间部件；居间部件设置在第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件之间。进一步地，居间部件包括：至少一个居间介电材料层和/或至少一个居间电极层。进一步地，至少一个居间介电材料层与至少一个居间电极层交替层叠设置。进一步地，第一电极层、第二电极层、附加电极层和居间电极层采用金属、金属氧化物或者合金；第一介电材料层、第二介电材料层、附加介电材料层和居间介电材料层采用半导体、金属氧化物或者电阻率为109～1022Ω·m的材料。进一步地，多电极结构的摩擦发电机的外侧表面包覆有保护层。进一步地，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有凸起阵列结构或微纳结构。进一步地，凸起阵列结构为多个凸起按照矩形或菱形排列构成，或者为多个带状结构按照几何排列设置在相应表面的两侧、四角、四周边缘或整个表面上；凸起的形状为半球形、圆柱形、棱柱形或棱锥形；带状结构按照井字、叉字、斑马线型、十字或口字的形状阵列排列。进一步地，微纳结构为纳米线结构、纳米晶结构、纳米棒结构、纳米球结构或者纳米管结构。本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机，除了包括第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件之外，还包括至少一个附加发电部件，第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件之间构成摩擦界面，至少一个附加发电部件层叠设置于第一摩擦发电部件和/或第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上，第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件中的电极层和至少一个附加发电部件中的附加电极层均为多电极结构的摩擦发电机的信号输出端。本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机整体厚度较小，不仅能够在第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件中的电极层中感应出电荷，而且还能够在至少一个附加发电部件中的附加电极层中感应出电荷，有效地提高了感应电荷的电荷量，从而提高了单位体积内的发电量，提高了发电效率。另外，本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机不仅单位体积内的发电量高、工作性能稳定，整个摩擦发电机更具一致性，延长了整个摩擦发电机使用寿命的同时还具有制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业生产的优点。附图说明图1a为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例一的截面结构示意图；图1b为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例一的发电过程电荷变化示意图；图2为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例二的截面结构示意图；图3a为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例三的截面结构示意图；图3b为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例三的发电过程电荷变化示意图；图4为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例四的截面结构示意图；图5为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例五的截面结构示意图；图6为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例六的截面结构示意图；图7a示出了图3a所示的多电极结构的摩擦发电机实施例三的电流检测数据图；图7b示出了现有技术中四层结构的摩擦发电机的电流检测数据图。具体实施方式为充分了解本专利技术之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本专利技术做详细说明，但本专利技术并不仅仅限于此。本专利技术提供了一种多电极结构的摩擦发电机，包括：至少一个附加发电部件以及层叠设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件；第一摩擦发电部件包括：层叠设置的第一电极层和第一介电材料层；第二摩擦发电部件至少包括：第二电极层；第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件之间构成摩擦界面；至少一个附加发电部件层叠设置于第一摩擦发电部件和/或第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上；附加发电部件包括：层叠设置的附加电极层和附加介电材料层；其中，第一电极层、第二电极层和附加电极层为多电极结构的摩擦发电机的信号输出端。本领域技术人员可根据实际需要确定附加发电部件的具体数量，此处不做限定。其中，第一摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上可设置有至少一个附加发电部件；和/或，第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上可设置有至少一个附加发电部件。具体地，与第一摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加介电材料层设置于第一摩擦发电部件所包括的第一电极层和与第一摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加电极层之间；与第二摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加介电材料层设置于第二摩擦发电部件所包括的第二电极层和与第二摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加电极层之间；相邻两个附加发电部件所包括的附加电极层之间设置有附加介电材料层。图1a为本专利技术提供的多电极结构的摩擦发电机实施例一的截面结构示意图，如图1a所示，多电极结构的摩擦发电机包括层叠设置的第一摩擦发电部件110和第二摩擦发电部件120，还包括第一附加发电部件130。第一摩擦发电部件110包括：层叠设置的第一电极层111和第一介电材料层112；第二摩擦发电部件120包括：第二电极层。第一摩擦发电部件110和第二摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多电极结构的摩擦发电机，其特征在于，包括：至少一个附加发电部件以及层叠设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件；所述第一摩擦发电部件包括：层叠设置的第一电极层和第一介电材料层；所述第二摩擦发电部件至少包括：第二电极层；所述第一摩擦发电部件和所述第二摩擦发电部件之间构成摩擦界面；所述至少一个附加发电部件层叠设置于所述第一摩擦发电部件和/或所述第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上；所述附加发电部件包括：层叠设置的附加电极层和附加介电材料层；其中，所述第一电极层、所述第二电极层和所述附加电极层为所述多电极结构的摩擦发电机的信号输出端。

【技术特征摘要】
1.一种多电极结构的摩擦发电机，其特征在于，包括：至少一个附加发电部件以及层叠设置的第一摩擦发电部件和第二摩擦发电部件；所述第一摩擦发电部件包括：层叠设置的第一电极层和第一介电材料层；所述第二摩擦发电部件至少包括：第二电极层；所述第一摩擦发电部件和所述第二摩擦发电部件之间构成摩擦界面；所述至少一个附加发电部件层叠设置于所述第一摩擦发电部件和/或所述第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上；所述附加发电部件包括：层叠设置的附加电极层和附加介电材料层；其中，所述第一电极层、所述第二电极层和所述附加电极层为所述多电极结构的摩擦发电机的信号输出端。2.根据权利要求1所述的多电极结构的摩擦发电机，其特征在于，所述第一摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上设置有至少一个附加发电部件；和/或，所述第二摩擦发电部件远离摩擦界面的一侧表面上设置有至少一个附加发电部件。3.根据权利要求2所述的多电极结构的摩擦发电机，其特征在于，与所述第一摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加介电材料层设置于所述第一摩擦发电部件所包括的第一电极层和与所述第一摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加电极层之间；与所述第二摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加介电材料层设置于所述第二摩擦发电部件所包括的第二电极层和与所述第二摩擦发电部件相邻的附加发电部件所包括的附加电极层之间；相邻两个附加发电部件所包括的附加电极层之间设置有附加介电材料层。4.根据权利要求1-3任一项所述的多电极结构的摩擦发电机，其特征在于，所述第二摩擦发电部件还包括：第二介电材料层；所述第二介电材料层设置在所述第二电极层靠近所述第一摩擦发电部件的一侧表面上。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯顺，王珊，崔婧，彭磊，徐传毅，苗楠，
申请(专利权)人：纳智源科技唐山有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13