发电薄膜及可穿戴设备制造技术

本发明专利技术提供一种发电薄膜，包括正极层、负极层和压电驻极体薄膜，其中，压电驻极体薄膜夹设于正极层与负极层之间。所述压电驻极体薄膜包括多根呈随机网络分布的复合纤维，所述复合纤维包括驻极体纤维和包覆于所述驻极体纤维外周的氧化锌薄膜。本发明专利技术还提出一种具有该发电薄膜的可穿戴设备。当外加作用力致使发电薄膜发生机械形变时，随机网络结构的氧化锌/驻极体复合纤维的空间位置随之发生变化以及纤维之间也会发生挤压，从而产生很大的感应电压和感应电流，并通过正负极实现高效的电能输出。该发电薄膜应用于可穿戴设备，能够实现对可穿戴设备进行长期不间断的供电。

Generating film and wearable equipment

The invention provides a power generation film, which comprises a positive layer, a negative layer and a piezoelectric electret film, wherein the piezoelectric electret film is sandwiched between the positive layer and the negative layer. The piezoelectric electret film comprises a plurality of composite fibers with random network distribution, and the composite fibers include electret fibers and zinc oxide films coated on the periphery of the electret fibers. The invention also provides a wearable device with the power generation film. When the external force causes the mechanical deformation of the film, the spatial position of the random network structure of zinc oxide/electret composite fibers will change and the extrusion between the fibers will also occur, resulting in a large induction voltage and induction current, and through the positive and negative electrodes to achieve efficient power output. The power generation film is applied to wearable equipment, which can realize long-term uninterrupted power supply for wearable equipment.

【技术实现步骤摘要】
发电薄膜及可穿戴设备
本专利技术涉及电子器件
，特别涉及一种发电薄膜及可穿戴设备。
技术介绍
可穿戴设备是一种直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。其中，供电问题是可穿戴设备目前面临的关键技术问题。现有的可穿戴设备通常采用可充电电池进行供电，当电池电量耗尽时，用户就需要再次充电才能正常使用，不能长期不间断供电。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种发电薄膜及可穿戴设备，旨在解决上述技术问题。为实现上述目的，本专利技术提出的发电薄膜，包括：正极层；负极层；压电驻极体薄膜，所述压电驻极体薄膜夹设于所述正极层与所述负极层之间，所述压电驻极体薄膜包括多根呈随机网络分布的复合纤维，所述复合纤维包括驻极体纤维和包覆于所述驻极体纤维外周的氧化锌薄膜。可选地，所述正极层与所述负极层分别附着于所述压电驻极体薄膜的两侧面，所述正极层与所述负极层均为金属层。可选地，所述驻极体纤维包括聚丙烯纤维、聚碳酸酯纤维、聚四氟乙烯纤维、聚全氟乙烯丙烯纤维、聚乙烯纤维和聚酯纤维中的任意一种。可选地，所述驻极体纤维的半径范围为500nm-20μm。可选地，所述氧化锌薄膜的厚度为10nm-50nm。本专利技术还提出一种可穿戴设备，其包括所述的发电薄膜。可选地，所述可穿戴设备还包括储能单元，所述储能单元与所述发电薄膜电连接。本专利技术提出一种基于两种发电原理的耦合方式的发电薄膜，其中驻极体纤维经过高压极化后能够长时间保持一定的电荷，当多根呈随机网络分布的驻极体纤维的空间位置发生相对变化，所构成薄膜的上下表面的感应电荷也会发生相应改变；而氧化锌薄膜作为提供压电效应的压电体，其受到外力作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在其相对表面上出现正负相反的电荷。因此，当外加作用力致使发电薄膜发生机械形变时，随机网络结构的氧化锌/驻极体复合纤维的空间位置随之发生变化以及纤维之间也会发生挤压，从而产生很大的感应电压和感应电流，并通过正负极实现高效的电能输出。该发电薄膜应用于可穿戴设备，能够实现对可穿戴设备长期不间断的供电。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术发电薄膜一实施例的结构示意图；图2为本专利技术中氧化锌/聚丙烯(PP)复合纤维发电薄膜的SEM图；图3为本专利技术氧化锌/聚丙烯(PP)复合纤维发电薄膜的另一SEM图；图4为本专利技术聚丙烯(PP)纤维和氧化锌/聚丙烯(PP)复合纤维发电薄膜的XRD图；图5为本专利技术氧化锌/聚丙烯(PP)复合纤维薄膜与聚丙烯(PP)纤维薄膜的电压曲线比较；图6为本专利技术氧化锌/聚丙烯(PP)复合纤维薄膜与聚丙烯(PP)纤维薄膜的电流曲线比较。附图标号说明：标号名称标号名称1发电薄膜10正极层20压电驻极体薄膜30负极层21复合纤维本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术实施例提出一种发电薄膜1，请参阅图1所示，图1为本专利技术发电薄膜一实施例的结构示意图。该发电薄膜1包括正极层10、负极层30和压电驻极体薄膜20，其中，压电驻极体薄膜20夹设于正极层10与负极层30之间。其中，所述压电驻极体薄膜20包括多根呈随机网络分布的复合纤维21，所述复合纤维21包括驻极体纤维和包覆于所述驻极体纤维外周的氧化锌薄膜。需要说明的是，驻极体是一种具有持久性极化的固体电介质，其极化现象不随外电场去除而完全消失，极化电荷能够永久存在于其表面和内部。驻极体具有体电荷特性，即它的电荷不同于摩擦起电，既出现在驻极体表面，也存在于其内部。另需要说明的是，压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态。能产生压电效应的晶体则称为压电晶体。本专利技术技术方案正是基于上述两种发电原理的耦合作用提出一种发电薄膜1。该发电薄膜1包括正极层10、负极层30和压电驻极体薄膜20。所述压电驻极体薄膜20包括多根呈随机网络分布的复合纤维21，所述复合纤维21包括驻极体纤维和包覆于所述驻极体纤维外周的氧化锌薄膜。其中，驻极体纤维经过高压极化后能够长时间保持一定的电荷，当多根呈随机网络分布的驻极体纤维的空间位置发生相对变化，所构成薄膜的上下表面的感应电荷也会发生相应改变；而氧化锌薄膜作为提供压电效应的压电体，其受到外力作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在其相对表面上出现正负相反的电荷。因此，当外加作用力致使发电薄膜1发生机械形变时，随机网络结构的氧化锌/驻极体复合纤维21的空间位置随之发生变化以及纤维之间也会发生挤压，从而产生很大的感应电压和感应电流，并通过正负极实现高效的电能输出。该发电薄膜1应用于可穿戴设备，能够实现对可穿戴设备进行长期不间断的供电。进一步地，正极层10与负极层30分别附着于压电驻极体薄膜20的两侧面，正极层10与负极层30均为金属层。进一步地，所述驻极体纤维包括聚丙烯纤维、聚碳酸酯纤维、聚四氟乙烯纤维、聚全氟乙烯丙烯纤维、聚乙烯纤维和聚酯纤维中的任意一种。需要说明的是，所述驻极体纤维是指已经过高压极化处理能够长时间保持正负电荷的纤维。进一步地，所述驻极体纤维的半径范围为500nm-20μm。进一步地，氧化锌薄膜的厚度为10nm-50nm。在本专利技术实施例中，可采用电子束蒸发、磁控溅射等方式在驻极体纤维外周包覆上氧化锌薄膜。本专利技术还提供一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括发电薄膜1，发电薄膜1的具体结构请参照上述实施例。由于可穿戴设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。可以理解，该可穿戴设备可以为智能手表、智能手环、计步器和腕带运动追踪器等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电薄膜，其特征在于，包括：正极层；负极层；压电驻极体薄膜，所述压电驻极体薄膜夹设于所述正极层与所述负极层之间，所述压电驻极体薄膜包括多根呈随机网络分布的复合纤维，所述复合纤维包括驻极体纤维和包覆于所述驻极体纤维外周的氧化锌薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种发电薄膜，其特征在于，包括：正极层；负极层；压电驻极体薄膜，所述压电驻极体薄膜夹设于所述正极层与所述负极层之间，所述压电驻极体薄膜包括多根呈随机网络分布的复合纤维，所述复合纤维包括驻极体纤维和包覆于所述驻极体纤维外周的氧化锌薄膜。2.如权利要求1所述的发电薄膜，其特征在于，所述正极层与所述负极层分别附着于所述压电驻极体薄膜的两侧面，所述正极层与所述负极层均为金属层。3.如权利要求1所述的发电薄膜，其特征在于，所述驻极体纤维包括聚丙烯纤维、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建雄，
申请(专利权)人：深圳市柔纬联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44