[发明专利]一种柔性压电能量收集器及其制作方法

摘要

本发明提供一种柔性压电能量收集器及其制作方法。该能量收集器件主要包括平行的柔性铜电极，静电纺P（VDF‑TrFE）纳米纤维以及封装的聚二甲基硅氧烷外壳。该器件的制备方法主要包括如下三方面：1）利用湿法刻蚀的方法在覆铜聚酰亚胺薄膜上制备平行等间隔的铜电极；2）结合高速转盘收集和平行电极法在柔性电极表面收集有序的P（VDF‑TrFE）纳米纤维；3）将电极和纤维一起取下，用铜胶带引出正负电极后用二甲基硅氧烷进行封装成器件。该器件在周期性外力的作用下可以产生2V的峰峰电压值和120nA的电流值。本发明提供的能量回收器件结构简单，能够收集外界环境和人体运动过程中浪费的机械能，在未来柔性可穿戴设备领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种柔性压电能量收集器的制备方法，所述柔性压电能量收集器，包括多个柔性平行铜电极、P（VDF‑TrFE）纳米纤维和包覆在外围的PDMS，所述的平行的铜电极的两端用铜胶带将电极引出，所述P（VDF‑TrFE）纳米纤维垂直于铜电极表面排列，所述PDMS将整个器件包覆住起着保护作用，其特征在于制备方法包括如下步骤：（一）在覆铜聚酰亚胺薄膜上利用光刻的办法制备一层光刻胶保护层，在FeCl3溶液中腐蚀掉未被保护的Cu，后用酒精和丙酮多次清洗去除掉电极表面的光刻胶，就得到了平行电极；（二）采用的电纺溶液为20wt%的P(VDF‑TrFE)溶液，以偏二氟乙烯‑三氟乙烯共聚物为原料，溶剂为DMF和丙酮的混合液，用胶带将平行电极固定在转盘侧面，用铜胶带使平行电极接地，给料速度为0.3 ml/L，静电纺丝电压为15 kV；（三）取下电纺后的纳米纤维和电极，用剪刀将电极的连接处给裁剪掉,在平行电极的两端用铜胶带将电极引出，最后用PDMS把整个器件封装起来。