[发明专利]纳米发电机及其制备方法和纤维阵列制备方法

权利要求书

1.一种纳米发电机，其特征在于，所述纳米发电机包括：

底电极；

所述底电极上的压电纤维阵列，所述压电纤维阵列中的压电纤维通过聚合物固化在一起；其中，所述压电纤维基本垂直与所述底电极，所述聚合物固化后在压力作用下可以形变；

所述纤维阵列上的顶电极。

2.根据权利要求1所述的纳米发电机，其特征在于，所述压电纤维的长度为百微米量级。

3.根据权利要求1或2所述的纳米发电机，其特征在于，所述压电纤维阵列中的压电纤维为锆钛酸铅、钛酸钡、聚偏氟乙烯或锆钛酸钡钙纤维。

4.根据权利要求1或2所述的纳米发电机，其特征在于，所述底电极和/或顶电极为导电玻璃、硅钢片、金属片或金属薄膜。

5.根据权利要求1或2所述的纳米发电机，其特征在于，所述聚合物为聚二甲基硅氧烷。

6.一种纳米发电机制备方法，其特征在于，包括：

提供压电纤维薄膜，所述压电纤维薄膜中压电纤维的取向基本相同；

将多个相同形状的所述压电纤维薄膜按照压电纤维取向基本相同的方向堆叠；

通过聚合物使多个所述压电纤维薄膜固化形成压电纤维片；

将上述压电纤维片沿垂直于纤维排布方向均匀切割成相同宽度长条状纤维片，将多个上述相同宽度长条状纤维片按照压电纤维取向基本相同的方向堆叠；

通过聚合物使多个所述相同宽度长条状纤维片固化形成压电纤维阵列；

在所述压电纤维阵列上制备顶电极和底电极，所述压电纤维阵列中的压电纤维的取向基本垂直与所述顶电极和底电极。

7.根据权利要求6所述的纳米发电机制备方法，其特征在于，采用电纺丝方法提供锆钛酸铅、钛酸钡、聚偏氟乙烯或锆钛酸钡钙纤维。

8.根据权利要求6所述的纳米发电机制备方法，其特征在于，通过聚合物使多个所述压电纤维薄膜固化形成压电纤维片具体为：

通过聚合物在100摄氏度固化1小时使多个所述压电纤维薄膜固化形成压电纤维片；

通过聚合物使多个所述相同宽度长条状纤维片固化形成压电纤维阵列步骤具体为：

通过聚合物在100摄氏度固化1小时使多个所述相同宽度长条状纤维片固化形成压电纤维阵列。

9.根据权利要求6或7所述的纳米发电机制备方法，其特征在于，在所述压电纤维阵列上制备顶电极和底电极步骤后，还包括极化所述压电纤维阵列步骤，具体为：

将制备有顶电极和底电极的所述压电纤维阵列在130℃进行高压极化10分钟，所述高压极化的极化电压根据压电纤维每微米长度4伏的电压确定；

保持所述压电纤维阵列的极化电压条件下降至室温。

10.一种纤维阵列制备方法，其特征在于，包括步骤：

电纺丝方法制备纤维薄膜，所述纤维薄膜中纤维的取向基本相同；

将多个所述纤维薄膜按照纤维取向基本相同的方向堆叠；

通过聚合物使多个所述压电纤维薄膜固化形成纤维片；

将上述纤维片沿垂直于纤维排布方向均匀切割成相同宽度长条状纤维片，将多个上述相同宽度长条状纤维片按照纤维取向基本相同的方向堆叠；

通过聚合物使多个所述相同宽度长条状纤维片固化形成纤维阵列。