[发明专利]一种管状摩擦纳米发电机以及应用其的布料和能量鞋有效
| 申请号： | 201610466387.9 | 申请日： | 2016-06-23 |
| 公开（公告）号： | CN106602922B | 公开（公告）日： | 2018-09-14 |
| 发明（设计）人： | 王中林;王杰;李胜明;衣芳 | 申请（专利权）人： | 北京纳米能源与系统研究所 |
| 主分类号： | H02N1/04 | 分类号： | H02N1/04;H02N1/08 |
| 代理公司： | 北京润平知识产权代理有限公司 11283 | 代理人： | 金旭鹏;肖冰滨 |
| 地址： | 100083 北京*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 管状 摩擦 纳米 发电机 以及 应用 布料 能量 | ||
1.一种管状摩擦纳米发电机，其特征在于，包括：
管状结构的摩擦层，所述摩擦层采用弹性材料；
在所述管状摩擦层外侧包覆的柔性外电极层；
一个柔性内电极层，为带状结构，所述柔性内电极层的外表面部分或全部附着在所述管状结构的摩擦层的内表面；
在外力作用后撤去外力，所述内电极层至少部分与所述摩擦层内表面接触后分离，在形变过程中所述内电极层与外电极层之间产生电荷流动，
其中，所述内电极层的设置方向为长度延伸方向与管状结构的摩擦层的径向的夹角为θ，0°<θ<90°。
2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述柔性内电极层的内表面的材料与摩擦层的内表面的材料存在得失电子能力差异。
3.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述柔性内电极层和/或所述柔性外电极层的材料为在绝缘材料中混合导电微米/纳米结构材料形成的可拉伸材料。
4.根据权利要求3所述的发电机，其特征在于，所述导电微米/纳米结构材料为碳基导电材料导电炭黑、碳纳米管、石墨烯或金属纳米颗粒。
5.根据权利要求3所述的发电机，其特征在于，所述在绝缘材料中混合炭黑和碳纳米管。
6.根据权利要求3所述的发电机，其特征在于，所述绝缘材料为硅橡胶或未硫化的橡胶。
7.根据权利要求1-6任一项中所述的发电机，其特征在于，所述内电极层的长度延伸方向与管状摩擦层的长度延伸方向一致。
8.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述摩擦层的内管径周长的一半D，条状内电极层的宽度为d，满足d＝D×sinθ。
9.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述内电极层的设置方向为长度延伸方向与管状摩擦层的径向的夹角为45°。
10.根据权利要求1-6任一项中所述的发电机，其特征在于，条状内电极层的宽度为2-8mm。
11.根据权利要求1-6任一项中所述的发电机，其特征在于，在未受外力时，所述摩擦层沿着径向的截面的形状为圆环状、椭圆环或不规则的环状。
12.根据权利要求1-6任一项中所述的发电机，其特征在于，所述摩擦层的材料为硅橡胶、未硫化的橡胶。
13.根据权利要求1-6任一项中所述的发电机，其特征在于，还包括包覆所述外电极层的保护层，所述保护层采用绝缘柔性材料。
14.根据权利要求13所述的发电机，其特征在于，所述保护层将所述外电极层、摩擦层和内电极层全部封装。
15.一种布料，其特征在于，包含权利要求1-14任一项中所述的管状摩擦纳米发电机。
16.根据权利要求15所述的布料，其特征在于，所述管状摩擦纳米发电机的摩擦层采用圆管状，内径为1-4mm。
17.一种能量鞋，其特征在于，在鞋底或者鞋内安装权利要求1-13任一项中所述的管状摩擦纳米发电机。
18.根据权利要求17所述的能量鞋，其特征在于，所述管状摩擦纳米发电机的摩擦层采用圆管状，内径为5-15mm。
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