[发明专利]三维多层电极及包含其的摩擦纳米发电机

权利要求书

1.一种三维多层电极，其特征在于，该三维多层电极用于摩擦纳米发电机，包括：横向分隔片组和纵向分隔片组，所述横向分隔片组包括相互间隔的多个横向分隔片，所述纵向分隔片组包括相互间隔的多个纵向分隔片，

其中，所述横向分隔片包括由绝缘材料制成的横向分隔基片、第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极附着在所述横向分隔基片的上表面和/或下表面，或者由所述横向分隔基片进行机械连接形成一个整体，并且所述第一电极和第二电极相互绝缘，其中，所述第一电极和所述第二电极相互独立；

所述纵向分隔片包括由绝缘材料制成的纵向分隔基片、第一连通电极和第二连通电极，所述第一连通电极和第二连通电极相互绝缘，所述第一连通电极与各横向分隔片上的第一电极连通，所述第二连通电极与各横向分隔片上的第二电极连通，其中，所述第一连通电极和所述第二连通电极上分别设置摩擦起电材料制成的摩擦材料层。

2.如权利要求1所述的三维多层电极，其中，所述横向分隔片上设置有接插槽，用于接插所述纵向分隔片；所述纵向分隔片上设置有接插槽，用于接插所述横向分隔片。

3.如权利要求1所述的三维多层电极，其中，所述三维多层电极还包括连接杆及间隙柱组，所述间隙柱组包括多个间隙柱，所述间隙柱用于将相邻的横向分隔片分隔一定的间距，所述横向分隔片和所述间隙柱具有通孔，所述连接杆交替穿过所述横向分隔片和所述间隙柱的通孔。

4.如权利要求1所述的三维多层电极，其中，处于中心位置的纵向分隔片被分成两个部分。

5.如权利要求1所述的三维多层电极，其中，所述横向分隔基片和所述纵向分隔基片由绝缘材料制成。

6.如权利要求5所述的三维多层电极，其中，所述绝缘材料为聚合物或复合材料。

7.如权利要求1所述的三维多层电极，其中，第一电极和第二电极上分别设置摩擦起电材料制成的摩擦材料层，所述摩擦起电材料选自聚合物、无机氧化物或复合材料。

8.一种摩擦纳米发电机，其特征在于，包括：权利要求1-7中任一项所述三维多层电极、封装外壳和摩擦颗粒组，其中所述封装外壳具有一内部空间，所述三维多层电极将所述内部空间分隔成多个子空间，所述摩擦颗粒组分布于所述子空间内。

9.根据权利要求8所述的摩擦纳米发电机，其中，所述封装外壳与所述三维多层电极相互绝缘。

10.根据权利要求9所述的摩擦纳米发电机，其中，所述封装外壳由聚合物、复合材料或内表面覆盖绝缘层的金属制成。

11.根据权利要求8所述的摩擦纳米发电机，其中，所述摩擦颗粒组包括摩擦起电材料制成的多个摩擦颗粒。

12.根据权利要求11所述的摩擦纳米发电机，其中，所述摩擦起电材料选自金属、聚合物、无机氧化物或复合材料。

13.根据权利要求11所述的摩擦纳米发电机，其中，所述摩擦颗粒的尺寸为0.5-4mm。

14.根据权利要求8所述的摩擦纳米发电机，其中，所述摩擦颗粒为绝缘材料，此时所述第一电极和第二电极上设置或不设置摩擦材料层。

15.根据权利要求8-14任一项中所述的摩擦纳米发电机，其中，所述摩擦纳米发电机的封装外壳上还包括负重部件，使摩擦纳米发电机整体的重心在浮心的下方位置。

16.一种摩擦纳米发电系统，包括如权利要求8-15任一项所述的摩擦纳米发电机和整流电路，其中所述整流电路包括整流桥和电容，所述整流桥的输入端与所述摩擦纳米发电机的电极相连，所述整流桥的输出端与所述电容的两端相连。

17.一种权利要求16中所述摩擦纳米发电系统在利用波浪能、风能、摆动能或振动能发电中的应用。