一種摩擦生電裝置及其制作方法、電子設(shè)備和可穿戴設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及摩擦生電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種摩擦生電裝置及其制作方法、電子設(shè)備和可穿戴設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的摩擦生電裝置通常是采用兩材質(zhì)不同的摩擦層進(jìn)行摩擦，兩摩擦層的材質(zhì)不同，所約束電子的能力不同，所以在相互摩擦?xí)r會(huì)發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，而使兩摩擦層帶上等量的異種電荷，從而產(chǎn)生電壓。為提高摩擦效率，現(xiàn)有技術(shù)中通常會(huì)對(duì)摩擦層的摩擦面進(jìn)行處理，以增加表面粗糙度，然而對(duì)摩擦面進(jìn)行處理的制程比較長(zhǎng)，工藝相對(duì)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種摩擦生電裝置及其制作方法、電子設(shè)備和可穿戴設(shè)備，提高了摩擦生電裝置的摩擦效率，且形成工藝簡(jiǎn)單。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種摩擦生電裝置，包括至少一個(gè)摩擦單元，所述摩擦單元包括:第一導(dǎo)電電極、有機(jī)摩擦單元和第二導(dǎo)電電極，所述第一導(dǎo)電電極和所述有機(jī)摩擦單元能夠接觸摩擦生電，所述第一導(dǎo)電電極包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，所述摩擦層包括基底層和納米金屬線。
[0005]優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電電極包括一基底層和形成于所述基底層表面的納米金屬線。
[0006]優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電電極包括至少兩層基底層和形成于所述基底層之間的納米金屬線。
[0007]優(yōu)選地，所述納米金屬線為納米銀線。
[0008]優(yōu)選地，所述有機(jī)摩擦單元與所述第二導(dǎo)電電極層疊設(shè)置。
[0009]優(yōu)選地，所述第二導(dǎo)電電極和所述有機(jī)摩擦單元能夠接觸摩擦生電，所述有機(jī)摩擦單元包括:第一有機(jī)摩擦層和第二有機(jī)摩擦層，其中，所述第一有機(jī)摩擦層與所述第一導(dǎo)電電極相對(duì)設(shè)置，能夠接觸摩擦生電，所述第二有機(jī)摩擦層和所述第二導(dǎo)電電極相對(duì)設(shè)置，能夠接觸摩擦生電。
[0010]優(yōu)選地，所述第二導(dǎo)電電極包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，所述摩擦層包括基底層和納米金屬線。
[0011]優(yōu)選地，所述有機(jī)摩擦單元包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，所述有機(jī)摩擦單元的摩擦層包括至少兩層基底層和形成于所述基底層之間的納米金屬線。
[0012]本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括用電單元以及上述摩擦生電裝置，所述摩擦生電裝置與所述用電單元連接，用于向所述用電單元提供電能。
[0013]本發(fā)明還提供一種可穿戴設(shè)備，包括顯示單元以及上述摩擦生電裝置，所述摩擦生電裝置與所述顯示單元連接，用于向所述顯示單元提供電能。
[0014]優(yōu)選地，所述可穿戴設(shè)備還包括:
[0015]配重層，與所述有機(jī)摩擦單元固定連接；以及
[0016]驅(qū)動(dòng)單元，與所述配重層連接，用于驅(qū)動(dòng)所述配重層做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)所述有機(jī)摩擦單元運(yùn)動(dòng)。
[0017]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)單元為自動(dòng)陀。
[0018]本發(fā)明還提供一種摩擦生電裝置的制造方法，用于制作上述摩擦生電裝置。
[0019]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0020]摩擦單元中的導(dǎo)電電極包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，摩擦層包括基底層和納米金屬線，以增加導(dǎo)電電極的表面粗糙程度，從而提高摩擦生電裝置的摩擦效率。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的摩擦生電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的摩擦生電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的摩擦生電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0025]10摩擦單元；11第一導(dǎo)電電極；12有機(jī)摩擦單元；13第二導(dǎo)電電極；111金屬基底層；112納米金屬線；30驅(qū)動(dòng)單元；40配重層；50導(dǎo)電單元；60電路單元；70儲(chǔ)能單元；121第一有機(jī)摩擦層；122第二有機(jī)摩擦層；131金屬基底層；132納米金屬線。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為提高摩擦效率，本發(fā)明實(shí)施例提供一種摩擦生電裝置，包括至少一個(gè)摩擦單元，所述摩擦單元包括:第一導(dǎo)電電極、有機(jī)摩擦單元和第二導(dǎo)電電極，所述第一導(dǎo)電電極和所述有機(jī)摩擦單元能夠接觸摩擦生電，所述第一導(dǎo)電電極包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，所述摩擦層包括基底層和納米金屬線。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中，摩擦單元的第一導(dǎo)電電極包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，以增加第一導(dǎo)電電極的表面粗糙程度，從而提高摩擦生電裝置的摩擦效率。
[0028]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，具有凹凸摩擦面的第一導(dǎo)電電極包括一基底層和形成于所述基底層表面的納米金屬線。
[0029]該實(shí)施例提供的摩擦生電裝置，增大了相對(duì)的摩擦面積，提高了摩擦效率，且具有工藝簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0030]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有凹凸摩擦面的第一導(dǎo)電電極包括至少兩層基底層和形成于所述基底層之間的納米金屬線。
[0031]該實(shí)施例提供的摩擦生電裝置，在基底層之間設(shè)置納米金屬線，這樣基底層表面也會(huì)呈凹凸結(jié)構(gòu)，增大了摩擦面積，同時(shí)，還可以提高了納米金屬線和金屬基底層的電接觸，提高了導(dǎo)電性，進(jìn)而提高了發(fā)電效率。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中，所述納米金屬線可以為金、銀、鉑、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鋁、鎢或釩等金屬線。優(yōu)選地，所述納米金屬線為納米銀線，納米銀線具有表面粗糙、導(dǎo)電率高的特點(diǎn)。
[0033]為能夠提供更多的電量，本發(fā)明實(shí)施例的摩擦生電裝置可以包括多個(gè)摩擦單元，所述多個(gè)摩擦單元串聯(lián)。
[0034]所述摩擦生電裝置可以為多種類型的結(jié)構(gòu)。
[0035]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述有機(jī)摩擦單元與所述第二導(dǎo)電電極層疊設(shè)置。
[0036]本實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電電極包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，所述摩擦層包括基底層和納米金屬線。
[0037]有機(jī)摩擦單元可以選用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚酞亞胺薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酞胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚丙烯酸酯聚合物薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽中的任意一種。
[0038]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述有機(jī)摩擦單元包括:第一有機(jī)摩擦層和第二有機(jī)摩擦層，其中，所述第一有機(jī)摩擦層與所述第一導(dǎo)電電極相對(duì)設(shè)置，能夠接觸摩擦生電，所述第二有機(jī)摩擦層和所述第二導(dǎo)電電極相對(duì)設(shè)置，能夠接觸摩擦生電。即，所述第二導(dǎo)電電極和所述有機(jī)摩擦單元也能夠接觸摩擦生電。
[0039]本實(shí)施例中，所述第二導(dǎo)電電極中也可以包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，所述摩擦層包括基底層和納米金屬線。
[0040]所述第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極需要產(chǎn)生不同電荷，如電荷的電量不同，或電性不同，以在第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極之間產(chǎn)生電壓。為使得第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極產(chǎn)生不同的電荷，所述第一有機(jī)摩擦層和第二有機(jī)摩擦層可以采用不同材質(zhì)的高分子聚合物絕緣材料。
[0041 ] 所述第一有機(jī)摩擦層和第二有機(jī)摩擦層可以選用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚酞亞胺薄膜、苯胺甲醛樹(shù)脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酞胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚丙烯酸酯聚合物薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸鹽中的任意兩種不同的高分子聚合物絕緣材料。
[0042]上述兩實(shí)施例中，為提高摩擦效率，優(yōu)選地，所述摩擦生電裝置還可以包括:
[0043]配重層，與所述有機(jī)摩擦單元固定連接；
[0044]驅(qū)動(dòng)單元，與所述配重層連接，用于驅(qū)動(dòng)所述配重層做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)所述有機(jī)摩擦單元運(yùn)動(dòng)。
[0045]當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，配重層也可以與第一導(dǎo)電電極固定連接，帶動(dòng)第一導(dǎo)電電極運(yùn)動(dòng)。在第二導(dǎo)電電極能夠與有機(jī)摩擦單元接觸摩擦生電的實(shí)施例中，配重層也可以與第二導(dǎo)電電極固定連接，帶動(dòng)第二導(dǎo)電電極運(yùn)動(dòng)。
[0046]上述各實(shí)施例中，所述有機(jī)摩擦單元也可以包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，所述摩擦層包括至少兩層基底層和形成于所述基底層之間的納米金屬線，以進(jìn)一步增加有機(jī)摩擦單元與導(dǎo)電電極的摩擦力度。
[0047]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0048]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的摩擦生電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的摩擦生電裝置包括一摩擦單元10，所述摩擦單元10包括:第一導(dǎo)電電極11、有機(jī)摩擦單元12和第二導(dǎo)電電極13，所述第二導(dǎo)電電極13和有機(jī)摩擦單元12層疊設(shè)置，所述第一導(dǎo)電電極11和所述有機(jī)摩擦單元12能夠接觸摩擦生電，所述第一導(dǎo)電電極11和所述第二導(dǎo)電電極13之間能夠產(chǎn)生電壓。所述第一導(dǎo)電電極11包括具有凹凸摩擦面的摩擦層，所述摩擦層包括金屬基底層111和形成在金屬基底層111表面的納米金屬線112。
[0049]本發(fā)明實(shí)施例中，在摩擦單元的第一導(dǎo)電電極設(shè)置納米金屬線，以增加第一導(dǎo)電電極的表面粗糙程度，從而提高摩擦生電裝置的摩擦效率，且在金屬基底層表面形成納米金屬線的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，可減低生產(chǎn)成本。
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