[发明专利]一种适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池

权利要求书

1.一种适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池，其特征在于，包括正极磁盖(1)、电池外筒体(2)、负极磁盖(3)、电路模块(4)、支撑部件(5)、电磁感应发电单元(6)和摩擦纳米发电单元(7)；其中，电池外筒体(2)的上方设置正极磁盖(1)，下方设置负极磁盖(3)；贴近电池外筒体(2)的内壁设置摩擦纳米发电单元(7)；电池内部中心设置电磁感应发电单元(6)，其下方依次设置支撑部件(5)、电路模块(4)。

2.根据权利要求1所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池，其特征在于，所述电池外筒体(2)为绝缘材料，且防水防潮。

3.根据权利要求1所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池，其特征在于，正极磁盖(1)的凸面为N极，凹面为S极；负极磁盖(3)的内侧为N极，外侧为S极。

4.根据权利要求1所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池，其特征在于，所述电路模块(4)包括电容(41)、负极铜棒(42)、二极管(43)、PCB(44)、正极磁铁棒(45)；其中，2个电容(41)组成储能电路，4个二极管(43)组成整流电路，负极铜棒(42)和正极磁铁棒(45)组成导流电路。

5.根据权利要求4所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池，其特征在于，所述支撑部件(5)包括空心导电轴(51)、负极限位圈(52)和正极限位圈(53)，其中空心导电轴(51)与PCB(44)电连接，作为摩擦纳米发电单元(7)的一个电极。

6.根据权利要求5所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池，其特征在于，所述电磁感应发电单元(6)包括直线导电轴承(61)、圆形带孔磁铁(62)和漆包线圈(63)，其中直线导电轴承(61)的内部设置滚珠轴承，且与空心导电轴(51)之间具有导电性，其中电流传输通路依次经过PCB(44)、漆包线圈(63)、PCB(44)；负极限位圈(52)和正极限位圈(53)限制圆形带孔磁铁(62)的运动轨迹。

7.根据权利要求4所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池，其特征在于，所述摩擦纳米发电单元(7)包括铜箔圆环(71)、摩擦PTFE内薄膜(72)、PTFE外隔膜(73)和摩擦铜箔(74)，其中摩擦PTFE内薄膜(72)相对于摩擦铜箔(74)的另一面包裹不连续的条状铜箔圆环(71)，电流传输通路依次经过PCB(44)、铜箔圆环(71)、摩擦PTFE内薄膜(72)、摩擦铜箔(74)、PCB(44)。

8.根据权利要求6所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池，其特征在于，所述圆形带孔磁铁(62)靠近正极磁盖(1)的一侧为S极，靠近负极磁盖(3)的一侧为N极，同时受到正极磁盖(1)和负极磁盖(3)的排斥力而保持动态悬浮。

9.一种权利要求1～8任一项所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池的发电方法，其特征在于，圆形带孔磁铁(62)由于海水振动而失去平衡，沿空心导电轴(51)做不规则往复运动，引发圆形带孔磁铁(62)外部的摩擦铜箔(74)和摩擦PTFE内薄膜(72)接触与分离，使得摩擦铜箔(74)和摩擦PTFE内薄膜(72)产生静电，静电在摩擦铜箔(74)和摩擦PTFE内薄膜(72)的接触面上产生电动势差，铜箔圆环(71)传导电动势产生的电流为电容(41)充电；

圆形带孔磁铁(62)由于海水振动发生往复运动，圆形带孔磁铁(62)和漆包线圈(63)之间产生相对运动，漆包线圈(63)中的磁感线发生变化，进而漆包线圈(63)两端产生交变电动势为电容(41)充电。

10.根据权利要求9所述适用于水质低功耗传感器的振动自发电电池的发电方法，其特征在于，电池为传感器供电时，传感器作为负载分别将其正负极接在正极磁盖(1)和负极磁盖(3)上，电池内部完整的放电电流回路依次经过负极磁盖(3)、负极铜棒(42)、PCB(44)、电容(41)、PCB(44)、正极磁铁棒(45)、正极磁盖(1)、传感器、负极磁盖(3)。