一种磁粘性体柔性发电装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种磁粘性体柔性发电装置及其制备方法，所述磁粘性体柔性发电装置包括第二电极层、间隔设置在所述第二电极层上方的第一电极层以及间隔设置在所述第二电极层下方的永磁体，所述第一电极层背离永磁体的一表面设置有磁粘性体薄膜；所述永磁体用于控制所述磁粘性体薄膜运动，所述磁粘性体薄膜带动所述第一电极层和第二电极层摩擦发电。本发明专利技术提供的磁粘性体柔性发电装置由于永磁体与第一电极层之间采用非接触式的推动方式，极大程度地降低了人为操作误差引起的微观不稳定性，具有更稳定的电压输出；其结构简单，加工成本较低，对环境要求较低，可应用于灰尘、水下等极端环境，极大地提高了纳米发电薄膜的稳定性、可靠性和经济性。

A flexible magneto-viscous power generation device and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种磁粘性体柔性发电装置及其制备方法
本专利技术涉及纳米发电机领域，尤其涉及一种磁粘性体柔性发电装置及其制备方法。
技术介绍
纳米发电机（Nanogenerator，NG）是一种使用新型的能够自供能量的纳米技术制作而成的发电机，属于世界上最小的发电机。它是一种能够将微小物理变化引起的机械能或者热能转换成电能的技术装置。纳米发电机目前有三种主要的模式，分别为压电式纳米发电机（PENG），摩擦电式纳米发电机（TENG）和热释电式纳米发电机（PNG）三类。其中，压电式纳米发电机的转化和输出较低；摩擦式纳米发电机的电压虽然可以达到数百伏，但由于其内阻太大，导致电流较低；而热释电纳米发电机则主要用在温度随时间波动的地方，其具有较大的电压，但其输出电流很小，主要用于制作主动传感器来检测温度波动。现有纳米发电机的主要问题在于纳米发电薄膜的电压波动较大，其主要原因在于推动力不稳定造成微观层面上的位移较大，这导致纳米发电机的适用范围受到较大限制。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种磁粘性体柔性发电装置及其制备方法，旨在解决现有纳米发电机的电压波动较大且不平稳的问题。本专利技术的技术方案如下：一种磁粘性体柔性发电装置，其中，包括第二电极层、间隔设置在所述第二电极层上方的第一电极层以及间隔设置在所述第二电极层下方的永磁体，所述第一电极层背离永磁体的一表面设置有磁粘性体薄膜；所述永磁体控制所述磁粘性体薄膜运动，所述磁粘性体薄膜带动所述第一电极层和第二电极层摩擦发电。所述的磁粘性体柔性发电装置，其中，所述第一电极层包括从下至上依次层叠设置的第一ITO薄膜和第一PET薄膜，所述磁粘性体薄膜层叠在所述第一PET薄膜上。所述的磁粘性体柔性发电装置，其中，所述第二电极层包括从下至上依次层叠设置的第二PET薄膜、第二ITO薄膜和PDMS薄膜。所述的磁粘性体柔性发电装置，其中，所述第一电极层上连接有第一输出导线，所述第二电极层上连接有第二输出导线，所述第一输出导线与所述第二输出导线连接同一电容器。所述的磁粘性体柔性发电装置，其中，所述第一输出导线贴合在所述第一PET薄膜中靠近第一TIO薄膜的一面，所述第二输出导线贴合在所述第二PET薄膜中靠近第二ITO薄膜的一面；或者所述第一输出导线直接与所述第一ITO薄膜电连接，所述第二输出导线直接与所述第二ITO薄膜电连接。所述的磁粘性体柔性发电装置，其中，所述永磁体与所述磁粘性体薄膜的磁化距离为1-20mm。所述的磁粘性体柔性发电装置，其中，所述磁粘性体薄膜的材料包括纳米四氧化三铁颗粒和聚二甲基硅氧烷。所述的磁粘性体柔性发电装置，其中，所述纳米四氧化三铁颗粒和聚二甲基硅氧烷的质量比为1:1-1:4。一种磁粘性体柔性发电装置的制备方法，其中，包括步骤：提供第一电极层、第二电极层以及永磁体；在所述第一电极层表面制备磁粘性体薄膜，并将所述第二电极层间隔设置在所述第一电极层背离磁粘性体薄膜的一端；将所述永磁体间隔设置在所述第二电极层背离第一电极层的一端，制得所述磁粘性体柔性发电装置。所述磁粘性体柔性发电装置的制备方法，其中，包括步骤：预先将纳米四氧化三铁颗粒与聚二甲基硅氧烷混合，形成混合浆料；将所述混合浆料涂覆在所述第一电极层表面并烘干，制得所述磁粘性体薄膜；将聚对苯二甲酸乙二醇酯材料拉伸形成PET薄膜，在所述PET薄膜表面引出导线，并通过磁控溅射ITO制备贴合在所述PET薄膜内表面的ITO薄膜，即制得PET-ITO复合薄膜；将所述磁粘性体薄膜贴合在其中一块PET-ITO复合薄膜中的PET薄膜外表面，制得贴合有磁粘性体薄膜的第一电极层；在另一块PET-ITO复合薄膜中的ITO薄膜内表面贴合一层PDMS薄膜，即制得第二电极层；将所述贴合有磁粘性体薄膜的第一电极层与所述第二电极层间隔设置，所述第一电极层中的ITO薄膜表面与第二电极中的PDMS薄膜表面为发电时的上、下摩擦面；将永磁体间隔设置在所述第二电极层的下方，即制得所述磁粘性体柔性发电装置。有益效果：与现有的纳米发电薄膜相比，本专利技术提供的磁粘性体柔性发电装置由于永磁体与第一电极层之间采用非接触式的推动方式，极大程度地降低了人为操作误差引起的微观不稳定性，具有更稳定的电压输出；其结构简单，加工成本较低，对环境要求较低，可应用于灰尘、水下等极端环境，极大地提高了纳米发电薄膜的稳定性、可靠性和经济性。附图说明图1为本专利技术一种磁粘性体柔性发电装置较佳实施例的结构示意图。图2为本专利技术中磁粘性体柔性发电装置的第一原理示意图。图3为本专利技术中磁粘性体柔性发电装置的第二原理示意图。图4为本专利技术中第一电极层的第一结构示意图。图5为本专利技术中第一电极层的第二结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种磁粘性体柔性发电装置及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，如图1为本专利技术提供的一种磁粘性体柔性发电装置较佳实施例的结构示意图，其中，如图所示，所述磁粘性体柔性发电装置包括第二电极层20、间隔设置在所述第二电极层20上方的第一电极层10以及间隔设置在所述第二电极层20下方的永磁体30，所述第一电极层10背离永磁体30的一表面设置有磁粘性体薄膜11；所述永磁体30用于控制所述磁粘性体薄膜11运动，所述磁粘性体薄膜11带动所述第一电极层10和第二电极层20摩擦发电。在本实施例中，所述永磁体30与所述第一电极层10中的磁粘性体薄膜11之间的移动距离可控，当所述永磁体30逐渐向所述磁粘性体薄膜11方向移动靠近时，所述磁粘性体薄膜11逐渐被磁化并对所述第一电极层10产生面向第二电极层20的向下作用力，所述第一电极层10在作用力下逐渐发生形变并与第二电极层20发生碰撞和摩擦，从而产生电能。当所述第一电极层在于第二电极层发生碰撞和摩擦后，此时所述永磁体30朝远离磁粘性体薄膜11的方向移动，磁粘性体薄膜11会退磁化，磁粘性体薄膜11对第一电极层10的作用力减弱并消失，第一电极层10恢复形变，第一电极层10和第二电极层20之间的间隙恢复。因此，本实施例通过所述永磁体30控制所述磁粘性体薄膜11的磁化和退磁化，可以使第一电极层10和第二电极层20之间不断发生碰撞和摩擦，而产生电能。本实施例提供的磁粘性体柔性发电装置由于永磁体与第一电极层之间采用非接触式的推动方式，这极大程度地降低了人为操作误差引起的微观不稳定性，具有更稳定的电压输出；其结构简单，加工成本较低，对环境要求较低，可应用于灰尘、水下等极端环境，极大地提高了纳米发电薄膜的稳定性、可靠性和经济性。在一些实施方式中，如图1所示，所述第一电极层10包括从下至上依次层叠设置的第一ITO薄膜13和第一PET薄膜12，所述磁粘性体薄膜11层叠在所述第一PET薄膜12上。在本实施例中，所述第一PET薄膜主要用作可发生形变的支撑材料，所述第一ITO薄膜主要用作产生带正电的表面。所述第二电极层20包括从下至上依次层叠设置的第二PET薄膜21、第二ITO薄膜22和PDMS薄膜23，所述第二电极层20间隔设置在所述第一电极层10上方，所述PDMS薄膜23的表面与所述第一ITO薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁粘性体柔性发电装置，其特征在于，包括第二电极层、间隔设置在所述第二电极层上方的第一电极层以及间隔设置在所述第二电极层下方的永磁体，所述第一电极层背离永磁体的一表面设置有磁粘性体薄膜；所述永磁体用于控制所述磁粘性体薄膜运动，所述磁粘性体薄膜带动所述第一电极层和第二电极层摩擦发电。

【技术特征摘要】
1.一种磁粘性体柔性发电装置，其特征在于，包括第二电极层、间隔设置在所述第二电极层上方的第一电极层以及间隔设置在所述第二电极层下方的永磁体，所述第一电极层背离永磁体的一表面设置有磁粘性体薄膜；所述永磁体用于控制所述磁粘性体薄膜运动，所述磁粘性体薄膜带动所述第一电极层和第二电极层摩擦发电。2.根据权利要求1所述的磁粘性体柔性发电装置，其特征在于，所述第一电极层包括从下至上依次层叠设置的第一ITO薄膜和第一PET薄膜，所述磁粘性体薄膜层叠在所述第一PET薄膜上。3.根据权利要求2所述的磁粘性体柔性发电装置，其特征在于，所述第二电极层包括从下至上依次层叠设置的第二PET薄膜、第二ITO薄膜和PDMS薄膜。4.根据权利要求3所述的磁粘性体柔性发电装置，其特征在于，所述第一电极层上连接有第一输出导线，所述第二电极层上连接有第二输出导线，所述第一输出导线与所述第二输出导线连接同一电容器。5.根据权利要求4所述的磁粘性体柔性发电装置，其特征在于，所述第一输出导线贴合在所述第一PET薄膜中靠近第一TIO薄膜的一面，所述第二输出导线贴合在所述第二PET薄膜中靠近第二ITO薄膜的一面；或者所述第一输出导线直接与所述第一ITO薄膜电连接，所述第二输出导线直接与所述第二ITO薄膜电连接。6.根据权利要求1所述的磁粘性体柔性发电装置，其特征在于，所述永磁体与所述磁粘性体薄膜的磁化距离为1-20mm。7.根据权利要求1所述的磁粘性体柔性发电装置，其特征在于，所述磁粘性体薄膜的材料包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，余鹏，牛小东，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44