[发明专利]元件和发电机

说明书

技术领域

本发明涉及元件和发电机。

背景技术

常规上，已经尝试有效地利用来自结构比如道路、桥梁和建筑的振动，交通工具比如汽车和铁路交通工具的振动，和来自人运动的振动的能量。有效地利用来自振动的能量的方法的实例包括将振动能转化为电能的方法。其实例包括利用压电元件的方法和利用静电感应的方法。

利用压电元件的方法主要使用基于陶瓷的压电元件，并且利用其中当振动施加变形至压电元件时电荷在压电元件的表面上被感应的现象。

利用静电感应的方法一般使用驻极体电介质，其半永久地具有电荷(例如，见PTL1至3)。用于该方法的驻极体电介质是允许电介质被充电从而半永久地产生静电场的材料。电荷通过例如振动改变驻极体电介质和与驻极体电介质分开布置的电极之间的相对位置在电极上被静电感应。因此，产生电力。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利申请特开(JP-A)号2009-253050

PTL 2：JP-A号2012-164727

PTL 3：JP-A号2012-164917

发明内容

技术问题

利用压电元件的方法主要使用基于陶瓷的压电元件，导致其不具有柔性并且易碎的问题。

当产生驻极体衍生物时，利用静电感应的方法需要对电介质充电。用于对电介质充电的方法的实例包括电晕放电和等离子体处理。这种方法具有需要大量电力的问题。此外，由于不充分的柔性并且通常配备机械可变电容型机构，还存在难以实现柔性元件的另一个问题。

本发明旨在解决以上存在的问题并且实现下述目的。即，本发明的目的是提供具有柔性和耐久性并且不需要充电处理的元件。

解决方案

用于解决上述问题的装置如下。

一种元件，其包括第一电极、中间层和第二电极，第一电极、中间层和第二电极以该顺序被层压，其中中间层具有柔性，并且其中当在正交于中间层的表面的方向上施加压力至中间层时，中间层的第一电极一侧的变形量与中间层的第二电极一侧的变形量不同。

发明的有益效果

根据本发明，可以解决以上存在的问题，并且可以提供具有柔性和耐久性并且不需要充电处理的元件。

附图说明

[图1A]图1A是具有表面改性处理和失活处理的中间层(硅氧烷橡胶)的XPS测量结果。

[图1B]图1B是表示如图1A中测量的中间层中Si 2p结合能在厚度方向上的变化的图。

[图2A]图2A是没有任何处理的中间层(硅氧烷橡胶)的XPS测量结果。

[图2B]图2B是表示如图2A中测量的中间层中Si 2p结合能在厚度方向上的变化的图。

[图3]图3是本发明的一个示例性元件的示意性横截面图。

具体实施方式

(元件)

本发明的元件包括第一电极、中间层和第二电极，其以该顺序被层压，并且如果需要，进一步包括其他构件。

<第一电极和第二电极>

第一电极和第二电极的材料、形状、尺寸和结构不被具体限制并且根据预期目的可以被适当地选择。

第一电极的材料、形状、尺寸和结构可以与第二电极的材料、形状、尺寸和结构相同或不同，但是优选地与其相同。

第一电极和第二电极的材料的实例包括金属、碳基导电材料和导电橡胶组合物。

金属的实例包括金、银、铜、铝、不锈钢、钽和镍。

碳基导电材料的实例包括碳纳米管。

导电橡胶组合物的实例包括包含导电填料和橡胶的组合物。

导电填料的实例包括碳材料(例如，科琴黑(Ketjen black)、乙炔黑、石墨、碳纤维(CF)、碳纳米纤维(CNF)、碳纳米管(CNT))、金属填料(例如，金、银、铂、铜和铝)、导电聚合物材料(例如，聚噻吩、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚对亚苯基(polyparaphenylene)、或聚对亚苯基-1,2-亚乙烯基的衍生物、或将掺杂剂比如阴离子或阳离子添加至其的衍生物)和离子液体。

橡胶的实例包括硅氧烷橡胶、改性硅氧烷橡胶、丙烯酸橡胶、氯丁二烯橡胶、聚硫橡胶、聚氨酯橡胶、异丁基橡胶、氟硅橡胶、乙烯橡胶和天然橡胶(乳胶)。

第一电极和第二电极的形状的实例包括薄膜。

第一电极和第二电极的结构的实例包括非织造织物，其中以上描述的纤维碳材料被层压在彼此顶部。

<中间层>

中间层具有柔性。