[发明专利]一种摩擦纳米发电机及用电设备和传感器

说明书

本发明涉及发电技术领域，公开了一种摩擦纳米发电机及用电设备和传感器，该摩擦纳米发电机中，定子组件包括第一基板、设于第一基板表面的多个电极单元；动子组件包括第二基板和设于第二基板表面的多个摩擦部；电极单元包括多个电极对，电极对包括电连接的第一电极和第二电极；各电极对中的第一电极沿动子组件的运动方向依次排布；各电极对中的第二电极按照对应的第一电极的排布顺序沿动子组件的运动方向依次排布；各摩擦部在第一基板上的正投影至少能够覆盖相邻两个电极在第一基板上的正投影，且相邻两个摩擦部之间间隔至少一个电极。该摩擦纳米发电机及用电设备改善了大量增加电极数量会导致电极过于窄小，限制独立层可用材料选择的问题。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别涉及一种摩擦纳米发电机及用电设备和传感器。

背景技术

摩擦纳米发电机(TENG)作为一种将环境机械能转化为电能的有前途且有效的技术，为物联网的实现提供了一种新方法。其具有重量轻、材料选择广泛、易于制造、成本效益高、效率高等巨大优势。在TENG的四种基本工作模式中，独立层模式是通过先进的结构设计收集常规运动能量的较简单方法，而且，通常可实现最高的能量转换效率。

众所周知，对已构造的电极结构的栅格进行细化(即对各电极进行窄小化)，是提高独立层式TENG输出功率的有效方法。但是，同一外形规格的TENG，大量增加电极数量会导致电极过于窄小(当TENG为圆盘结构时，表现为电极的圆心角极小)，这对使用合成聚合物或天然材料等具有较强摩擦电性的材料制造独立层提出了巨大的挑战，严重限制了独立层可用材料的选择，同时被迫使用摩擦电性一般的金属材料也限制了TENG输出功率的提高。

发明内容

本发明提供了一种摩擦纳米发电机及用电设备和传感器，用于改善现有技术中，同一外形规格的TENG，大量增加电极数量会导致电极过于窄小，限制独立层可用材料选择的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种摩擦纳米发电机，包括：

定子组件，所述定子组件包括第一基板以及设置于所述第一基板一侧表面的多个电极单元；

能够相对所述定子组件运动以产生感应电流的动子组件，所述动子组件包括第二基板和设置于所述第二基板朝向所述定子组件的一侧表面的多个摩擦部；

所述电极单元包括多个电极对，每个所述电极对均包括电连接的第一电极和第二电极；各所述电极对中的第一电极沿所述动子组件的运动方向依次排布，构成第一电极区；各所述电极对中的第二电极按照对应的所述第一电极的排布顺序，沿所述动子组件的运动方向依次排布，构成第二电极区；所述第一电极区和所述第二电极区沿所述动子组件的运动方向排布；

各所述摩擦部在所述第一基板上的正投影至少能够覆盖相邻两个电极在所述第一基板上的正投影，且相邻两个摩擦部之间间隔至少一个电极。

本发明提供的摩擦纳米发电机中，动子组件包括多个摩擦部，定子组件的电极单元包括多个电极对，每个电极对构成一相，各电极对均包括电连接的第一电极和第二电极，各电极对中的第一电极沿动子组件的运动方向依次排布，构成第一电极区；各电极对中的第二电极按照对应的第一电极的排布顺序，沿动子组件的运动方向依次排布，构成第二电极区；第一电极区和第二电极区沿动子组件的运动方向排布，从而形成多相摩擦纳米发电机(MP-TENG)，摩擦纳米发电机相数的增多，使其能够具备高性能、低峰值因子。