[发明专利]一种基于摩擦纳米发电机的自充电式超级电容器

说明书

一种基于摩擦纳米发电机的自充电式超级电容器，包括：第一摩擦单元，其在外界能量的作用下运动，以及至少一个超级电容器组，所述至少一个超级电容器组作为摩擦纳米发电机的摩擦单元，用于与所述第一摩擦单元接触分离产生电能并存储，其中至少一个超级电容器组包括串接的至少一个超级电容器。

技术领域

本发明涉及一种超级电容器，尤其涉及一种基于摩擦纳米发电机的高效自充电式超级电容器。

背景技术

近年来，随着环境的日益恶化，人们的环保意识不断增强。清洁无污染的自然能源成为世界关注的热点。驱动微、小型电子设备的纳米发电机也是当前全球科学家研究的焦点之一。研究人员已研发了利用机械能、振动能、风能、潮汐能等清洁能源的纳米发电机。同时，能量储存也是必须要考虑的问题。目前，研究的纳米发电机大多数为发电与能量存储是分离实现的，主要是用纳米发电机进行发电，然后再将能量存储到外电路的电池或电容器实现能量的存储。

发明内容

鉴于现有方案存在的问题，为了克服上述现有技术方案的不足，本发明提出了一种基于摩擦纳米发电机的自充电式超级电容器。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于摩擦纳米发电机的自充电式超级电容器，包括：第一摩擦单元，其在外界能量的作用运动，以及至少一个超级电容器组，所述至少一个超级电容器组作为摩擦纳米发电机的摩擦单元，用于与所述第一摩擦单元接触分离产生电能并存储，其中至少一个超级电容器组包括串接的至少一个超级电容器。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

超级电容器的电极作为摩擦材料形成摩擦纳米发电机，在一个器件上实现了能量收集与储能于一体，具有结构简单、稳定性好、寿命长的特点。

摩擦纳米发电机收集风能而产生的交流电通过变压器和整流器存储在超级电容器上，有效的收集和存储能源。

采用多个超级电容串联代替单个的超级电容器，提高储能能力。

附图说明

图1为本发明一实施例中基于摩擦纳米发电机的自充电式超级电容器的结构的示意图；

图2为图1中超级电容器的结构示意图；

图3为图1中自充电式超级电容器的充电示意图；

图4为图1中摩擦纳米发电机的输出电信号图；

图5为图1中摩擦纳米发电机外接负载时电流及功率图；

图6为图1中自充电式超级电容器自充电和放电循环图；

图7为本发明另一实施例中基于摩擦纳米发电机的自充电式超级电容器的结构的示意图；

图8为图7中自充电式超级电容器的充电示意图；

图9为本发明又一实施例中基于摩擦纳米发电机的自充电式超级电容器的结构的示意图；

图10为图9中超级电容器组的结构示意图；

图11为图9中自充电式超级电容器的充电示意图；

图12为图9中自充电式超级电容器自充电和放电循环图。

具体实施方式

本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。

摩擦纳米发电机(TENG)是一种基于摩擦起电和静电的能量收集技术，它能够把环境的各种机械能转换为电能。