[发明专利]振动发电元件

说明书

振动发电元件具备：一对电极，其相互相对地配置，且至少任意一方能移动；以及离子凝胶，其被设为介于一对电极之间，使离子液体凝胶化而形成，电极通过来自外部的振动而在一对电极的间隔变化的方向上移动，由此隔着电极与离子凝胶的界面而形成的双电层的面积变化，从而进行发电。

技术领域

本发明涉及一种使用将离子液体凝胶化而得到的离子凝胶的振动发电元件。

背景技术

以往，作为通过环境中的振动进行发电的装置(能量采集器)，有效的是使用驻极体的发电装置，对此进行了很多的研究、开发。振动发电装置的主要目的是用作独立式的各种传感器的电源，或者用作该独立式传感器信号的无线通信用装置的电源，因此需要小型化且大发电量(μW～mW范围)。例如，在专利文献1记载的振动发电元件中，使振动电极相对于形成了驻极体的电极振动而进行发电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-36089号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述的振动发电元件中电极间距离为μm级，因此即使在使用了驻极体的情况下发电量也小，装置尺寸的小型化以及提高发电量成为课题。

用于解决课题的手段

根据本发明的第1方式，振动发电元件具备：一对电极，其相互相对地配置，且至少任意一方能移动；以及离子凝胶，其被设为介于一对电极之间，使离子液体凝胶化而形成，电极通过来自外部的振动而在一对电极的间隔变化的方向上移动，由此隔着电极与离子凝胶的界面而形成的双电层的面积变化，从而进行发电。

根据本发明的第2方式，在第1方式的振动发电元件中，相互相对的一对电极的一方为驻极体电极，将驻极体电极的表面电位设定为，在离子凝胶与驻极体电极接触时双电层的电压成为离子凝胶的电位窗的范围内。

根据本发明的第3方式，在第1方式的振动发电元件中，双电层是通过在一对电极与离子凝胶的接触区域中产生的界面动电现象而形成的双电层。

根据本发明的第4方式，在第1方式的振动发电元件中，离子凝胶是使用具有聚合基团的离子液体而形成的离子凝胶。

根据本发明的第5方式，在第1方式的振动发电元件中，离子凝胶是使用具有聚合基团的聚合物和离子液体而形成的离子凝胶。

根据本发明的第6方式，在第1方式的振动发电元件中，离子凝胶是使用固体状态的离子液体而形成的离子凝胶。

根据本发明的第7方式，在第4至第6方式中的任意一方式的振动发电元件中，在离子凝胶的与一对电极中的至少一方接触的一侧形成并维持了阴离子层或阳离子层，在一对电极中的至少一方与离子凝胶的阴离子层或阳离子层的接触区域中形成双电层。

根据本发明的第8方式，在第1至第7方式中的任意一方式的振动发电元件中，一对电极为固定电极以及在与固定电极之间的间隔变化的方向上能够移动的可动电极，可动电极具有在该可动电极的表面侧设置的表面侧电极以及在可动电极的背面侧设置的背面侧电极，固定电极具有与表面侧电极相对地配置的第1电极以及与背面侧电极相对地配置的第2电极，将离子凝胶设为分别介于第1电极与表面侧电极之间以及第2电极与背面侧电极之间。

发明效果

根据本发明，能够谋求振动发电元件的小型化以及发电量的提高。

附图说明

图1是表示本发明的振动发电元件的第1实施方式的截面图。

图2是表示图1所示的振动发电元件的主要部件的示意图。

图3是说明第1实施方式的发电动作的图。