[发明专利]自充电超级电容器

权利要求书

1.一种自充电超级电容器，其特征在于，包括：

将机械能转换为电能的至少一个纳米摩擦发电机，每个纳米摩擦发电机具有用于输出电信号的两个输出电极；

与所述至少一个纳米摩擦发电机的输出电极相连的、将所述纳米摩擦发电机输出的电信号进行调节转换的充电电路模块；以及

与所述充电电路模块相连的、接收所述充电电路模块输出的电信号并进行储存的超级电容器；

其中，所述充电电路模块包括：整流电路模块、滤波电路模块、充电控制模块和开关/变压模块；

所述整流电路模块与至少一个纳米摩擦发电机的输出电极相连，用于将所述至少一个纳米摩擦发电机输出的电信号进行整流处理；

所述滤波电路模块与所述整流电路模块相连，用于将所述整流电路模块输出的单向脉冲直流电进行滤波处理而得到直流电信号，将所述直流电信号输出给所述超级电容器；

所述充电控制模块与滤波电路模块连接，接收所述滤波电路模块输出的直流电信号；所述充电控制模块与所述超级电容器连接，接收所述超级电容器反馈的充电电压；所述充电控制模块与所述开关/变压模块连接，所述充电控制模块根据所述直流电信号和所述充电电压得到控制信号，向所述开关/变压模块输出所述控制信号；

所述开关/变压模块与所述滤波电路模块连接，接收滤波电路模块输出的直流电信号；所述开关/变压模块与所述超级电容器连接，所述开关/变压模块根据接收的控制信号进行开关切换和对所述滤波电路模块输出的直流电信号进行变压处理后输出给所述超级电容器；

其中，所述充电控制模块用于将超级电容器反馈的充电电压U与充满电压U0进行比较，若U小于U0，表明超级电容器还未充满，需要继续充电；若U等于U0，表明超级电容器已充满；同时，充电控制模块还用于将滤波电路模块输出的直流电压信号U1与U0比较，若U1大于U0，则充电控制模块输出控制信号控制开关/变压模块对U1进行降压处理，得到超级电容器的实时充电电压U2；若U1小于U0，则充电控制模块输出控制信号控制开关/变压模块对U1进行升压处理，得到超级电容器的实时充电电压U2。

2.根据权利要求1所述的自充电超级电容器，其特征在于，所述超级电容器包括：

基底；

位于基底上的隔膜、超级电容器第一电极、超级电容器第二电极以及第一集流体、第二集流体，所述隔膜设置在所述超级电容器第一电极和超级电容器第二电极之间，所述第一集流体与超级电容器第一电极连接，所述第二集流体与超级电容器第二电极连接，所述充电电路模块与所述第一集流体、第二集流体连接；

分别位于所述第一集流体和第二集流体上的两个垫层片；

由所述两个垫层片、所述隔膜、所述超级电容器第一电极和超级电容器第二电极形成的空腔，所述空腔内填充有电解液；

将所述电解液进行封装的封装层。

3.根据权利要求2所述的自充电超级电容器，其特征在于，所述至少一个纳米摩擦发电机设置在所述超级电容器的一侧，所述至少一个纳米摩擦发电机与所述超级电容器共用所述基底。

4.根据权利要求2所述的自充电超级电容器，其特征在于，所述至少一个纳米摩擦发电机分设在所述超级电容器的两侧，设置在所述超级电容器下侧的至少一个纳米摩擦发电机与所述超级电容器共用所述基底，设置在所述超级电容器上侧的至少一个纳米摩擦发电机与所述超级电容器之间还设置有绝缘层。

5.根据权利要求1所述的自充电超级电容器，其特征在于，所述超级电容器包括：依次平行层叠设置的第一集流体、超级电容器第一电极、隔膜、超级电容器第二电极和第二集流体；所述充电电路模块与所述第一集流体、第二集流体连接。

6.根据权利要求5所述的自充电超级电容器，其特征在于，所述至少一个纳米摩擦发电机设置在所述超级电容器的一侧，所述至少一个纳米摩擦发电机与所述超级电容器之间还设置有绝缘层。

7.根据权利要求5所述的自充电超级电容器，其特征在于，所述至少一个纳米摩擦发电机分设在所述超级电容器的两侧，设置在所述超级电容器下侧的至少一个纳米摩擦发电机与所述超级电容器之间还设置有第一绝缘层，设置在所述超级电容器上侧的至少一个纳米摩擦发电机与所述超级电容器之间还设置有第二绝缘层。