[发明专利]摩擦电纳米发电机和利用摩擦电纳米发电机的鞋垫

权利要求书

1.一种摩擦电纳米发电机，其特征在于，由上向下依次包括上电极层、第一摩擦层、弹性层、第二摩擦层和下电极层，其中，

所述弹性层用于隔离所述第一摩擦层和第二摩擦层；所述弹性层在外力作用下能够被压缩，使所述第一摩擦层和第二摩擦层发生接触；所述弹性层在撤去外力时能够弹性回复，使所述第一摩擦层和第二摩擦层发生分离；

所述第一摩擦层和第二摩擦层分别采用具有不同摩擦电性质的材料。

2.根据权利要求1所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，撤去外力时，所述弹性层使所述第一摩擦层和第二摩擦层分离，所述第一摩擦层和第二摩擦层不接触部分的距离保持在1mm至10mm。

3.根据权利要求1所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述弹性层为弹性海绵或弹性布料。

4.根据权利要求1至3任一项所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述第一摩擦层和/或第二摩擦层由高分子材料构成。

5.根据权利要求4所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述高分子材料选自聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈和聚双苯酚碳酸酯。

6.根据权利要求5所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述第一摩擦层和/或第二摩擦层的厚度为2-200μm。

7.根据权利要求1至6任一项所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述第一摩擦层面向所述第二摩擦层的表面和/或第二摩擦层面向所述第一摩擦层的表面部分或全部包括纳米或微米结构。

8.根据权利要求7所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述纳米或微米结构为纳米线、纳米管、纳米棒或微米/纳米颗粒的一种或多种排列或涂层，或者为纳米线、纳米管、纳米棒或微米/纳米颗粒的复合结构。

9.根据权利要求1至8任一项所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述上电极层和/或下电极层采用导电薄膜。

10.根据权利要求9所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述导电薄膜选自金属薄膜或导电氧化物薄膜。

11.根据权利要求10所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述金属薄膜为铂膜、铝膜、金膜或铜膜。

12.根据权利要求10或11所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述导电薄膜通过将金属沉积在所述聚合物层表面而形成。

13.根据权利要求12所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述沉积方法为磁控溅射或蒸镀。

14.根据权利要求1至13任一项所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述的弹性层的厚度为1mm到10mm之间。

15.根据权利要求1至14任一项所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述的弹性层的面积为第一摩擦层或第二摩擦层面积的5%-70%。

16.根据权利要求1至15任一项所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，所述弹性层位于所述第一摩擦层下表面和第二摩擦层上表面的边缘和/或中间。

17.根据权利要求1至16任一项所述的摩擦电纳米发电机，其特征在于，还包括整流器，所述摩擦电纳米发电机的上电极层和下电极层分别通过导线与所述整流器的输入端相连接，所述整流器的输出端为摩擦电纳米发电机的输出端。

18.一种摩擦电纳米发电机组，其特征在于，包括上下叠加的多个如权利要求1-17任一项所述摩擦电纳米发电机，其中，

多个所述摩擦电纳米发电机之间为串联和/或并联；在上下两个相邻的所述摩擦电纳米发电机之间包括隔离层，所述隔离层用于将在上的摩擦电纳米发电机的下电极层和在下的摩擦电纳米发电机的上电极层隔离。

19.根据权利要求18所述的摩擦电纳米发电机组，其特征在于，多个所述摩擦电纳米发电机能够同步工作。