[发明专利]一种具有超高输出性能、可无线传输信号的柔性压电器件及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性压电器件，其特征在于，包括同轴静电纺丝工艺制备的皮芯结构复合压电纤维膜、电极、引线和器件封装材料；所述电极位于皮芯结构复合压电纤维膜的两侧，器件封装材料设于电极的外侧；所述电极上设有引线。

2.根据权利要求1所述的柔性压电器件，其特征在于，所述皮芯结构复合压电纤维膜的皮层聚合物为PVDF或PVDF-TrFE，芯层聚合物为聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或丝素蛋白SF。

3.一种根据权利要求1或2所述的柔性压电器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、将带有铝箔衬底的复合压电纤维膜剪裁成型，制得纤维膜片；

S2、将所述纤维膜片无衬底的一面粘附铝箔片作为电极，并在纤维膜片两侧的铝箔电极上设置铜导线；

S3、将两片聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜片分别贴附在步骤S2中制得的带有铝箔电极和铜导线的纤维膜片外侧，压实、完成器件的封装。

4.根据权利要求3所述的柔性压电器件的制备方法，其特征在于，步骤S1中，纤维膜片的尺寸为2cm*2cm～2.5cm*2.5cm；步骤S2中，铝箔片的尺寸为1.8cm*1.8cm～2.3cm*2.3cm；步骤S3中，聚对苯二甲酸乙二醇酯PET膜片的尺寸为3.6cm*2.5cm～4cm*3cm，厚度为150～200μm。

5.根据权利要求3所述的柔性压电器件的制备方法，其特征在于，所述铜导线为铜胶带。

6.根据权利要求3所述的柔性压电器件的制备方法，其特征在于，所述压实是使用压机在5～10MPa的压强下将器件压实。

7.根据权利要求3所述的柔性压电器件的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述带有铝箔衬底的复合压电纤维膜是通过包括以下步骤的方法制备而得：

A1、将PVDF-TrFE聚合物原料溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，制备PVDF-TrFE聚合物皮层纺丝溶液；将PC溶解于四氢呋喃中，制备PC聚合物芯层纺丝溶液；

A2、将所述PVDF-TrFE聚合物皮层纺丝溶液和PC聚合物芯层纺丝溶液进行同轴静电纺丝；

A3、使用覆盖有铝箔的滚筒收集步骤A2中制备的静电纺丝纤维，将铝箔揭下后得到静电纺丝纤维膜。

8.根据权利要求7所述的柔性压电器件的制备方法，其特征在于，PVDF-TrFE聚合物皮层纺丝溶液中PVDF-TrFE的质量分数为16％～24％；PC聚合物芯层纺丝溶液中PC的质量分数为16％～24％。

9.根据权利要求7所述的柔性压电器件的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述溶解是水浴加热至60℃～80℃并搅拌4～6小时使聚合物完全溶解形成澄清溶液；步骤A2中，静电纺丝过程的参数设置为，纺丝电压：15～22kV；纺丝速率：PVDF-TrFE皮层的纺丝速率为0.5～0.9mL h^-1,PC芯层的纺丝速率为0.1～0.3mL h^-1。

10.一种无线振动信号传输监测系统，其特征在于，包括权利要求1或2所述的柔性压电器件或权利要求3-9中任一项所述方法制得的柔性压电器件，与柔性压电器件电连接的无线信号传输模块，以及无线信号采集软件。