[发明专利]一种空气间隔式摩擦纳米发电机及其发电方法

说明书

本发明公开了一种空气间隔式摩擦纳米发电机及其发电方法，包括封装壳体，封装壳体内部的顶端和底端均开设有滑槽，两个滑槽的内部均滑动连接有滑座，位于顶部的滑座底端固定安装有上电极片，上电极片的底端固定安装有上支撑电极板，上支撑电极板的底端固定安装有上摩擦层，位于底部的滑座的顶端固定安装有下电极片，下电极片的顶端固定安装有下支撑电极板，下支撑电极板的顶端固定安装有下摩擦层。本发明通过滑槽中的滑座移动带动上摩擦层和下摩擦层向相反的方向运动，上摩擦层与下摩擦层为波浪状，增加了摩擦面积，有效的提高了摩擦产生的电能，从而使得器件电输出性能进一步提升，大大扩展了摩擦纳米发电机的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种摩擦纳米发电机，特别涉及一种空气间隔式摩擦纳米发电机及其发电方法，属于发电机技术领域。

背景技术

纳米发电机，是基于规则的氧化锌纳米线的纳米发电机，是在纳米范围内将机械能转化成电能，是世界上最小的发电机。纳米发电机可以分为3类，一类是压电纳米发电机，压电纳米发电机是利用特殊纳米材料的压电性能与半导体性能，把弯曲和压缩的机械能转变为电能的微型发电机。还有一类是摩擦纳米发电机，摩擦发电机利用了两种对电子束缚能力不同的材料，相互接触时得失电子而在外电路产生电流的微型电机，主要有四种模式，垂直接触分离，平面滑动式，单电极式，独立层式。第三类为热释电纳米发电机。

目前的摩擦纳米发电机在使用的过程中，摩擦面积较小，影响摩擦发电的电能，电能输出性能交低，因此需要设计一种空气间隔式摩擦纳米发电机及其发电方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气间隔式摩擦纳米发电机及其发电方法，以解决上述背景技术中提出的目前摩擦纳米发电机在使用的过程中，摩擦面积较小，影响摩擦发电的电能，电能输出性能交低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括封装壳体，所述封装壳体内部的顶端和底端均开设有滑槽，两个所述滑槽的内部均滑动连接有滑座，位于顶部的滑座底端固定安装有上电极片，所述上电极片的底端固定安装有上支撑电极板，所述上支撑电极板的底端固定安装有上摩擦层，位于底部的滑座的顶端固定安装有下电极片，所述下电极片的顶端固定安装有下支撑电极板，所述下支撑电极板的顶端固定安装有下摩擦层，且所述下摩擦层与上摩擦层接触连接，且下摩擦层与上摩擦层之间设置有空气层。

作为本发明的一种优选技术方案，所述封装壳体的顶端和底端均固定设有电极连接片，两个所述电极连接片分别与对应的上电极片和下电极片电性连接，且两个所述电极连接片电性连接有数据线。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上摩擦层和下摩擦层均由聚四氟乙烯材质制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上摩擦层和下摩擦层的运动反向相反，所述上摩擦层和下摩擦层均波浪状。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上摩擦层和下摩擦层的厚度为1-3mm，所述上电极片和下电极片的厚度为0.5-0.8mm。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上支撑电极板和下支撑电极板均由金属铜材质制成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述封装壳体由聚二甲基硅氧烷PDMS材质制成。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤一：首先挤压封装壳体的顶部和底部，使上摩擦层和下摩擦层接触，接着通过外接控制器控制滑座在滑槽中往复运动，且保证位于顶部的滑座与位移底部的座运动方向相反；

步骤二：通过滑座的滑动带动上摩擦层和下摩擦层运动方向相反，且上摩擦层和下摩擦层均波浪状，增加上摩擦层和下摩擦层摩擦面积，提高电能输出；

步骤三：上摩擦层和下摩擦层摩擦产生的电能通过上电极片和下电机片输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：