[发明专利]一种双工作模式电源及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种双工作模式电源，其特征在于，包括依次层叠设置的第一电极层、第一摩擦材料层、第二摩擦材料层和第二电极层；

其中，所述第一摩擦材料层和第二摩擦材料层之间设有支撑部，所述支撑部使第一摩擦材料层和第二摩擦材料层之间形成分离空间；所述第一摩擦材料层和第二摩擦材料层具有不同的电负性；所述第一电极层和第二电极层具有不同的标准电极电势；

所述双工作模式电源包括摩擦纳米发电机模式和原电池模式；

其中，当双工作模式电源为原电池模式时，将电解质溶液浸入双工作模式电源进行使用；所述电解质溶液为铁或亚铁离子的盐溶液、人体组织液、磷酸缓冲盐溶液、模拟体液中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种双工作模式电源，其特征在于，所述第一摩擦材料层和第二摩擦材料层所用材料为聚乳酸薄膜、明胶薄膜、壳聚糖薄膜、丝素蛋白薄膜、聚乳酸-羟基乙酸共聚物薄膜、聚己内酯薄膜、透明质酸薄膜、米纸薄膜或海藻酸钠薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种双工作模式电源，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层为金属层或合金层。

4.根据权利要求3所述的一种双工作模式电源，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的材料为镁、铁、锌、钼、铝、镁合金、铁合金、锌合金、钼合金或铝合金。

5.根据权利要求4所述的一种双工作模式电源，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层为镁—铁组合，所述第一摩擦材料层和第二摩擦材料层为聚乳酸薄膜—明胶薄膜组合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种双工作模式电源，其特征在于，所述支撑部的材料为聚硅氧烷、明胶、壳聚糖、丝素蛋白、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、透明质酸或海藻酸钠；所述第一电极层和第二电极层表面引出导线；所述双工作模式电源使用封装材料封装。

7.根据权利要求6所述的一种双工作模式电源，其特征在于，当双工作模式电源在体内使用时，封装材料为聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物或丝素蛋白；当双工作模式电源在体外使用时，封装材料为聚硅氧烷。

8.权利要求1-7任一项所述的一种双工作模式电源的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将第一电极层与第二电极层使用砂纸进行打磨，在第一电极层与第二电极层表面引出导线；

（2）将第一摩擦材料层和第二摩擦材料层所用材料分别溶解于溶剂中，使用静电纺丝或冷冻干燥的方式获得第一摩擦材料层和第二摩擦材料层薄膜，再将第一摩擦材料层和第二摩擦材料层薄膜分别贴附在第一电极层与第二电极层表面上；

（3）使用支撑部将第一电极层、第一摩擦材料层与第二摩擦材料层、第二电极层相隔开；

（4）将封装材料溶解于溶剂中，再倒入模具中，待风干后得到封装材料薄膜；或者直接使用封装材料溶液，将溶液倾倒在旋涂基底上，通过旋涂、固化得到封装材料薄膜；

（5）使用封装材料薄膜将第一电极层、第一摩擦材料层、第二摩擦材料层、第二电极层和支撑部夹在其中，形成空腔，使用加热的方法完成封装，沿边缘裁剪，最终得到双工作模式电源。

9.权利要求1-7任一项所述的一种双工作模式电源在制备可穿戴和可植入电子设备中的应用。