[发明专利]具有折叠式结构的摩擦发电机

说明书

本发明公开了一种具有折叠式结构的摩擦发电机，包括：基底层、第一电极层和第二电极层。本发明提供的具有折叠式结构的摩擦发电机，通过对具有一定硬度、可折叠性和弹性的基底层进行折叠设置以形成摩擦发电机的摩擦折叠式结构，不仅极大地降低了分层组装摩擦发电机的难度，还解决了多层结构的摩擦发电机随使用时间的延长容易出现错层和偏移的问题，增加了摩擦发电机的稳定性，延长了摩擦发电机的使用寿命，同时，也通过该种摩擦折叠式结构实现了在无压力作用于摩擦发电机时的结构自动回弹效果，保证了摩擦发电机在接触分离过程中的稳定性。

技术领域

本发明涉及摩擦发电技术领域，具体涉及一种具有折叠式结构的摩擦发电机。

背景技术

随着现代生活水平不断提高，生活节奏不断加快，出现了应用方便、对环境依赖度低的自发电设备。现有的自发电设备通常利用材料的压电特性。例如 2006年，美国佐治亚理工学院教授王中林等成功地在纳米尺度范围内将机械能转换成电能，研制出世界上最小的发电机-纳米发电机。纳米发电机的基本原理是：当纳米线(NWs)在外力下动态拉伸时，纳米线中生成压电电势，相应瞬变电流在两端流动以平衡费米能级。

物体和物体之间相互进行摩擦，就会使一方带上负电，另一方带上正电，由于物体间摩擦产生的电叫摩擦电。摩擦电是自然界最常见的现象之一，但是因为很难收集利用而被忽略。如果能够将摩擦电应用到自发电设备中，势必会给人们的生活带来更多的便利。

现有技术中的摩擦发电机一般由至少三层甚至更多层的摩擦材料层叠组装而成。但是，现有技术中的摩擦发电机在制备或生产时，需要对每层材料分别加工、组装，这使得工艺非常繁琐，且成本高昂，尤其是在组装过程中，由于每层材料的尺寸及大小不同，因此，多层材料的对齐、固定成为摩擦发电机组装生产的难点。此外，采用每层材料分别加工、组装的方法制备得到的多层结构的摩擦发电机，随使用时间的延长容易出现错层和偏移的问题，以致于影响摩擦发电机的发电性能和使用寿命。另外，现有技术中的摩擦发电机还存在回弹性差的问题。

因此，现有技术中缺少一种能够解决现有技术的摩擦发电机分层组装困难，多层结构的摩擦发电机随使用时间的延长容易出现错层和偏移而影响摩擦发电机的发电性能和使用寿命，以及摩擦发电机不能稳定的接触分离的问题的摩擦发电机。

发明内容

本发明提供了一种具有折叠式结构的摩擦发电机，用于解决现有技术的摩擦发电机分层组装困难，多层结构的摩擦发电机随使用时间的延长容易出现错层和偏移而影响摩擦发电机的发电性能和使用寿命，以及摩擦发电机不能稳定的接触分离的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种具有折叠式结构的摩擦发电机，包括：基底层、第一电极层和第二电极层；其中，

基底层上具有第一折叠线、第二折叠线和第三折叠线；根据第一折叠线、第二折叠线和第三折叠线折叠后，基底层的第一侧表面上形成有第一组合摩擦层和第二组合摩擦层；第一组合摩擦层和与其相对的基底层的第一侧表面相互接触摩擦构成摩擦界面；第二组合摩擦层和与其相对的基底层的第一侧表面相互接触摩擦构成摩擦界面；

第一电极层和第二电极层设置于基底层的第二侧表面上，第一电极层和/ 或第二电极层作为具有折叠式结构的摩擦发电机的输出端。

可选地，第一折叠线和第二折叠线将基底层划分为四块设置区域；第三折叠线将基底层上处于对角位置的第一设置区域和第二设置区域进一步划分为四块组合设置区域；

根据第一折叠线、第二折叠线和第三折叠线折叠后，基底层的第一侧表面的第一组合设置区域和第二组合设置区域拼对成第一组合摩擦层，第一组合摩擦层与基底层的第一侧表面的第三设置区域相对设置，基底层的第一侧表面的第三组合设置区域和第四组合设置区域拼对成第二组合摩擦层，第二组合摩擦层与基底层的第一侧表面的第四设置区域相对设置；

基底层的第一侧表面的第三设置区域与第一组合摩擦层和/或第二组合摩擦层与基底层的第一侧表面的第四设置区域相互接触摩擦构成摩擦界面；