[发明专利]一种旋转式复合型纳米发电机

权利要求书

1.一种旋转式复合型纳米发电机，其特征在于，包括：

摩擦纳米发电组件，包括具有共同转轴的转子和定子，其中，所述转子 的下表面设置有摩擦层，所述摩擦层由若干摩擦单元以所述转轴为圆心向外 辐射排列而成；所述定子包括电极层，所述电极层为在同一平面内间隔设置 的若干第一电极单元和若干第二电极单元，并且所述第一电极单元和第二电 极单元均以定子的转轴为圆心向外辐射排列，所有第一电极单元串联连接形 成第一电极，所有第二电极单元串联连接形成第二电极；所述摩擦单元与所 述定子的上表面材料存在得失电子能力差异；在外力作用下，所述转子与定 子以转轴为轴互相转动，使摩擦层的摩擦单元与定子的上表面滑动摩擦，摩 擦层表面所带有的摩擦净电荷随其一起移动，使两个所述电极间的感应电势 差；

磁电感应发电组件，包括：磁铁部件和线圈部件，分别设置在所述转子 和定子上。

2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述摩擦单元的材料 为绝缘体，所述定子的上表面为所述电极层。

3.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述定子还包括隔离 层，所述电极层设置在所述隔离层的下表面，所述隔离层的上表面为所述定 子的上表面；所述隔离层为绝缘材料。

4.根据权利要求3所述的发电机，其特征在于，所述摩擦单元的材料 为绝缘体、导体或者半导体材料。

5.根据权利要求2-4任一项所述的发电机，其特征在于，所述绝缘体 材料选自甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚氯乙烯、 聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚氯醚、聚酯、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁 醛、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯中的一种或几种的叠加。

6.根据权利要求2或3所述的发电机，其特征在于，摩擦单元不能同 时覆盖相邻的第一电极单元或第二电极单元。

7.根据权利要求6所述的发电机，其特征在于，所述摩擦层中相邻两 个所述摩擦单元之间的距离相等。

8.根据权利要求7所述的发电机，其特征在于，所述电极层中，若干 个所述第一电极单元和第二电极单元形成的第一电极和第二电极的尺寸和 形状相同或者互补。

9.根据权利要求8所述的发电机，其特征在于，所述第一电极单元和 第二电极单元均为扇形或顶点被同心圆切割后形成的部分扇形结构。

10.根据权利要求9所述的发电机，其特征在于，所述第一电极单元和 第二电极单元各自的顶角相同。

11.根据权利要求10所述的发电机，其特征在于，所述摩擦单元为与 第一电极单元顶角相同的扇形或顶点被同心圆切割后形成的部分扇形；所述 摩擦单元、第一电极单元和第二电极单元的尺寸基本相同。

12.根据权利要求8-10任一项所述的发电机，其特征在于，相邻的第 一电极单元和第二电极单元之间的分隔距离为10nm-1cm。

13.根据权利要求10所述的发电机，其特征在于，所述扇形或者部分 扇形的最小弧长和电极单元的厚度之比为0.01至1000。

14.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述线圈部件固定在 所述定子下表面；所述磁铁部件固定在所述转子上表面。

15.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述线圈为为单相、 同心式绕组平面环形线圈；所述磁铁为钕铁硼、铝镍钴、钐钴、铁氧体。

16.根据权利要求14所述的发电机，其特征在于，所述线圈的匝数大 于100匝。

17.根据权利要求1-4、7-11、13-16任一项所述的发电机，其特征在于， 所述磁铁部件包括m对磁体，m对磁体按照N,S极交替排列均匀分布在以 所述转轴为轴的同一圆周(m≥1)上，所述线圈部件包括2m个线圈，2m 个线圈均匀分布在以转轴为轴的同一圆周上。

18.根据权利要求17所述的发电机，其特征在于，2m个所述环形线圈 串联连接。