[发明专利]基于静电摩擦效应的发电布料及发电衣

说明书

本发明提供了一种基于静电摩擦效应的发电布料，第一复合纱线(100)，包括：第一导电纤维内芯(101)以及第一外层材料(102)；第二复合纱线(200)，包括：第二导电纤维内芯(201)以及第二外层材料(202)；第一复合纱线(100)中第一外层材料(102)与第二复合纱线(200)中第二外层材料(202)处于摩擦电极序上的不同位置，两者之间可接触、可摩擦。通过将摩擦电极序不同的含有导电内芯的复合纱线利用现有的纺织技术制备成发电布料以及发电衣，具有安全性好、方便清洗、可以大规模生产、舒适程度较高的优点。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种基于静电摩擦效应的发电布料及发电衣。

背景技术

可穿戴电子器件诸如电子皮肤、智能手表、运动手环等逐渐显示出广泛的应用前景和巨大的市场潜力，关键技术之一即为：寻找一种能够持续提供电能的供电装置，满足轻便、可折叠的基础要求，并且在此基础上具有安全、耐用性强、可大规模生产、舒适、方便清洗等特点。摩擦发电机是一种新的能量收集方式，利用摩擦生电和静电感应效应产生电能，成为柔性显示、可穿戴电子器件供能的不二选择。

现有技术中，摩擦发电机大都是采用金属线或者金属薄膜作为电极，在摩擦过程中金属线容易断掉，金属薄膜容易脱落，且电极安全性较差、不易清洗，而包裹于金属电极外面的材料通常采用柔性聚合物，虽然能够实现持续供电，但是通常来说舒适程度不佳、美观度较差。另外，现有摩擦发电机的摩擦层制备工艺复杂、精密，制备过程对于发电性能有较大影响，虽然其具有可编织性，但是与现有的商业化生产技术不匹配，不利于大规模生产。因此要实现摩擦发电机的广泛应用和投产，亟需解决现有摩擦发电机存在的安全性差、不易清洗、难以大规模生产、舒适程度较低的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种基于静电摩擦效应的发电布料及发电衣，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种基于静电摩擦效应的发电布料，包括：第一复合纱线100，包括：第一导电纤维内芯101以及第一外层材料102；第二复合纱线200，包括：第二导电纤维内芯201以及第二外层材料202；第一复合纱线100中第一外层材料102与第二复合纱线200中第二外层材料202处于摩擦电极序上的不同位置，两者之间可接触、可摩擦。

在本发明的一个实施例中，第一复合纱线100和第二复合纱线200构成组织结构，该组织结构为以下组织结构中的一种：原组织、变化组织、联合组织和重组织。

在本发明的一个实施例中，第一复合纱线100和第二复合纱线200构成的组织结构包括：第一复合纱线100和第二复合纱线200的其中之一作为纬线，其中另一作为经线，二者采用平纹结构组织起来，形成原组织结构，所述纬线和经线之间可接触、可摩擦。

在本发明的一个实施例中，发电布料包括：第一层布料，由第一复合纱线100同时作为经线和纬线，采用平纹结构组织起来，形成原组织结构；第二层布料，由第二复合纱线200同时作为经线和纬线，采用平纹结构组织起来，形成原组织结构；第一层布料和第二层布料之间可接触、可摩擦。

在本发明的一个实施例中，第一导电纤维内芯101与第二导电纤维内芯201，选用如下材料中的一种材料或者是两种以上所组成的复合材料：导电的碳纤维、银纤维、不锈钢纤维、碳钢纤维、铜纤维、铝纤维、镍纤维和铁纤维；第一外层材料102，选用如下材料中的一种材料或者是两种以上所组成的复合材料：尼龙、棉纱、羊毛和丝绸；第二外层材料202，选用如下材料中的一种材料或者是两种以上所组成的复合材料：聚酰亚胺纤维纱线、丙纶纱线、氯纶纱线、腈纶纱线和聚酯纤维纱线。

在本发明的一个实施例中，第一导电纤维内芯101与第二导电纤维内芯201的直径介于10μm和1mm之间；第一外层材料102和第二外层材料202的纤度规格在30D到300D之间，其单纤根数的规格介于30F到400F之间。