發電效果改善的摩擦發電機及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了發電效果改善的摩擦發電機及其制備方法。該方法包括：（1）在粘性材料薄膜至少一側表面涂覆納米顆粒，得到納米薄膜層；（2）制成摩擦發電機，其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層，和/或居間薄膜層由步驟（1）所得納米薄膜層構成。本發明摩擦發電機能夠有效的降低粘性材料薄膜在與光滑表面摩擦時表現出的粘性，因而能夠實現兩摩擦層快速分離，使摩擦發電機能夠持續穩定的工作。
【專利說明】發電效果改善的摩擦發電機及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及納米材料領域，尤其是涉及一種應用納米材料的摩擦發電機。
【背景技術】
[0002] 目前，能源問題是影響人類進步和可持續發展的重大課題之一。各種圍繞新能源 開發、可重復利用再生能源的研究正在世界各地如火如荼地進行著。
[0003] 采用摩擦技術構建的能量收集和轉換裝置，在自供電納米系統中起關鍵作用。并 且，由于其具備環保、成本低、自驅動等特性，受到了廣泛關注。隨著王中林教授研究組研發 的壓電摩擦發電機實現機械能轉換為電能以來，以壓電和摩擦電為基礎的不同結構和材料 的摩擦發電機相繼問世。目前，摩擦發電機已能夠驅動小型液晶顯示屏、低功率發光二極管 以及微型電子器件和模塊等。
[0004] 其中，柔性透明摩擦發電機一經報道就引起了人們的廣泛關注。在該類摩擦發電 機的制作中，粘性材料薄膜例如聚二甲基硅氧烷（PDMS)或軟質聚氯乙烯（PVC)是首選的性 能優異材料之一。其中PDMS不但具有優良的柔性，高透光率，同時還具有很好的生物相容 性，為該類摩擦發電機提供了廣泛的應用空間。用于制作柔性透明摩擦發電機的PDMS在固 化成膜后具有很好的橡膠彈性和變形性，當與另一光滑面接觸后會緊密吸附在該表面，同 時由于排盡了兩接觸面間的空氣，大氣壓強進一步造成兩摩擦面難以分離，因而直接制作 的摩擦發電機難以有較好的輸出性能。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是：克服現有柔性摩擦發電機輸出性能的缺陷，提供 了一種發電效果改善的摩擦發電機及其制備方法，可以明顯提高摩擦發電機的輸出性能。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明提供的第一技術方案，一種摩擦發電機的制備方 法，該方法包括 ：
[0007] (1)在粘性材料薄膜至少一側表面涂覆納米顆粒，得到納米薄膜層；
[0008] (2)制成摩擦發電機，
[0009]所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，和第二電極層； 或者所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，第二聚合物材料層 和第二電極層；或者所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，居間 電極層，第二聚合物材料層和第二電極層；或者所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極 層，第一聚合物材料層，居間薄膜層，第二聚合物材料層和第二電極層；
[0010] 其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層，和/或居間薄膜層由步驟（1) 所得納米薄膜層構成。
[0011] 前述的摩擦發電機的制備方法，所述粘性材料薄膜所用材料是聚二甲基硅氧烷(PDMS)或軟質PVC。
[0012]本發明所述軟質PVC為增塑劑添加量大于25重量份的PVC，該軟質PVC可以市購 得到。
[0013] 前述的摩擦發電機的制備方法，所述納米顆粒是非金屬納米顆粒或金屬納米顆 粒。
[0014] 前述的摩擦發電機的制備方法，所述納米顆粒是納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納 米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化鋁，納米碳酸鈣，納米硫酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸 鋇，納米聚苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、 Zr、Mo、W;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
[0015] 前述的摩擦發電機的制備方法，將納米顆粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至 少一側表面上。
[0016] 前述的摩擦發電機的制備方法，將納米顆粒分散在有機溶劑中，得到漿料，然后將 漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上。
[0017] 前述的摩擦發電機的制備方法，所述有機溶劑是乙醇，異丙醇，丙酮或正己烷。
[0018] 前述的摩擦發電機的制備方法，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表 面涂覆 〇·Olg-O. 5g。
[0019] 前述的摩擦發電機的制備方法，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表 面涂覆 〇.Olg-O.lg。
[0020] 前述的摩擦發電機的制備方法,所述納米顆粒粒徑為5nm-800nm。
[0021] 本發明提供的第二技術方案，一種摩擦發電機，包括層疊設置的第一電極層，第一 聚合物材料層，和第二電極層，其中第一聚合物材料層所用材料是在粘性材料薄膜一側表 面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層，所述納米薄膜層的涂覆納米顆粒的側表面相對第二電 極層設置。
[0022] 前述的摩擦發電機，所述粘性材料薄膜所用材料是聚二甲基硅氧烷（PDMS)或軟質 PVC。
[0023] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒是非金屬納米顆粒或金屬納米顆粒。
[0024] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒是納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋅， 納米三氧化二鐵，納米氧化鋁，納米碳酸鈣，納米硫酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚 苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W; 納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
[0025] 前述的摩擦發電機，將納米顆粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面 上，得到納米薄膜層。
[0026] 前述的摩擦發電機，將納米顆粒分散在有機溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在 粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到納米薄膜層。
[0027] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O. 5g〇
[0028] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O.Ig0
[0029] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒粒徑為5nm-800nm。
[0030] 前述的摩擦發電機，第一電極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金 屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合 金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合 金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金；
[0031] 第二電極層所用材料是金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、 鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金可以是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛 合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或 鉭合金。
[0032] 本發明提供的第三技術方案，一種摩擦發電機，包括層疊設置的第一電極層，第一 聚合物材料層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和第二聚合物材 料層中的至少一層所用材料是在粘性材料薄膜一側表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層。
[0033]前述的摩擦發電機，所述粘性材料薄膜所用材料是聚二甲基硅氧烷（PDMS)或軟質PVC。
[0034]前述的摩擦發電機，所述納米顆粒是非金屬納米顆粒或金屬納米顆粒。
[0035]前述的摩擦發電機，所述納米顆粒是納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋅， 納米三氧化二鐵，納米氧化鋁，納米碳酸鈣，納米硫酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚 苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W; 納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
[0036]前述的摩擦發電機，將納米顆粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面 上，得到納米薄膜層。
[0037]前述的摩擦發電機，將納米顆粒分散在有機溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在 粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到納米薄膜層。
[0038]前述的摩擦發電機，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O. 5g〇
[0039]前述的摩擦發電機，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O.Ig0
[0040]前述的摩擦發電機，所述納米顆粒粒徑為5nm-800nm。
[0041]前述的摩擦發電機，所述摩擦發電機進一步包括居間電極層，所述居間電極層設 置在第一聚合物材料層和第二聚合物材料層之間。
[0042]前述的摩擦發電機，所述居間電極層為金屬、金屬氧化物、合金層，或圖形化金屬 線-高分子聚合物層疊體，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或 鑰;；合金是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合 金、鎘合金、鉍合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金，金屬氧化物為銦錫 氧化物。
[0043]本發明圖形化金屬線-高分子聚合物層疊體是在高分子聚合物層的一側表面上 通過熱壓、旋涂、刮涂或者絲網印刷金屬、金屬粉末或金屬漿料，形成圖形化金屬線，從而制 備得到的層疊體。金屬所用材料為金屬或合金，其中，金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、 鉻、硒、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、 鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合 金。本發明金屬漿料包括粘合劑、金屬粉末、稀釋劑等。粘合劑和稀釋劑均為制成金屬漿料 的常規成分。這里的圖形化是能夠導通的圖形化，例如井字狀結構、菱形狀結構、Z字結構 或叉指結構。
[0044]前述的摩擦發電機，第一電極層和第二電極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀 納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩； 合金是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、 鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0045]前述的摩擦發電機，當第一聚合物材料層或第二聚合物材料層不采用納米薄膜層 時，其所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰 胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己 二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯 彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙 烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁 醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙 烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。
[0046] 本發明提供的第四技術方案，一種摩擦發電機，包括層疊設置的第一電極層，第一 聚合物材料層，居間薄膜層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和 居間薄膜層中的至少一層，和/或第二聚合物材料層和居間薄膜層中的至少一層所用材料 是粘性材料薄膜側表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層。
[0047] 前述的摩擦發電機，所述粘性材料薄膜所用材料是聚二甲基硅氧烷（PDMS)或軟質 PVC。
[0048] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒是非金屬納米顆粒或金屬納米顆粒。
[0049] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒是納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋅， 納米三氧化二鐵，納米氧化鋁，納米碳酸鈣，納米硫酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚 苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W; 納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
[0050] 前述的摩擦發電機，將納米顆粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面 上，得到納米薄膜層。
[0051]前述的摩擦發電機，將納米顆粒分散在有機溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在 粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到納米薄膜層。
[0052] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O. 5g〇
[0053] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O.Ig0
[0054] 前述的摩擦發電機，所述納米顆粒粒徑為5nm-800nm。
[0055] 前述的摩擦發電機，第一電極層和第二電極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀 納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩； 合金是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、 鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0056] 前述的摩擦發電機，當第一聚合物材料層，或居間薄膜層，或第二聚合物材料層不 采用納米薄膜層時，其所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基 纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素 乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生 海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖 維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄 膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天 然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。
[0057] 本發明摩擦發電機采用在粘性材料薄膜(例如聚二甲基硅氧烷（PDMS))薄膜側表 面上涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層，能夠有效的降低粘性材料薄膜在與光滑表面摩擦時 表現出的粘性，因而能夠實現兩摩擦層快速分離，使摩擦發電機能夠持續穩定的工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0058] 圖1為本發明摩擦發電機一種【具體實施方式】的立體結構示意圖。
[0059] 圖2為本發明圖1摩擦發電機的剖面結構示意圖。
[0060] 圖3為本發明摩擦發電機另一種【具體實施方式】的立體結構示意圖。
[0061]圖4為本發明圖3摩擦發電機的剖面結構示意圖。
[0062] 圖5為本發明摩擦發電機另一種【具體實施方式】的立體結構示意圖。
[0063] 圖6為本發明圖5摩擦發電機的剖面結構示意圖。
[0064] 圖7為本發明摩擦發電機另一種【具體實施方式】的立體結構示意圖。
[0065] 圖8為本發明圖7摩擦發電機的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0066] 為充分了解本發明之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本發明做詳 細說明。
[0067]本發明提供了一種摩擦發電機的制備方法，該方法包括：
[0068] (1)在粘性材料薄膜(優選聚二甲基硅氧烷（PDMS)薄膜和軟質聚氯乙烯（PVC))至 少一側表面涂覆納米顆粒，得到納米薄膜層。
[0069]所述納米顆粒是氧化物如納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化 二鐵，納米氧化鋁等；無機鹽如納米碳酸鈣，納米硫酸鋇；復合金屬氧化物鈦酸鋇，錫酸鋇 等；有機納米粒子如聚苯胺；有機燃料納米粒子；碳化物或氮化物納米粒子如碳化娃，氮化 娃，Cr、Ti、V、Zr、Mo、W等金屬碳化物或氮化物；金屬或合金納米粒子如Au、Ag或Ag-Cu、 Au-Cu等。所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆0.Olg-O. 5g，優選 0· 01-0.lg。所述納米顆粒粒徑為5nm_800nm。
[0070] 納米顆粒通過常規涂覆或噴涂的方法設置于粘性材料薄膜至少一側表面上。例如 將納米顆粒的固體粉末直接涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上。或者將納米顆粒分散 在有機溶劑(諸如乙醇，異丙醇，丙酮或正己烷）中。本發明對有機溶劑的用量沒有特殊要 求，納米顆粒能夠在有機溶劑中分散均勻即可，本領域技術人員可根據需要調節濃度配比， 得到適用的漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上。
[0071] 本發明粘性材料薄膜可以是聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷為常規市售材料， CH3 其結構為一PSi--Hit? CHS ο
[0072] 本發明粘性材料薄膜可以是軟質PVC。本發明所述軟質PVC為增塑劑添加量大于 25重量份的PVC，該軟質PVC可以市購得到。
[0073] (2)制成摩擦發電機
[0074] 所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，和第二電極層， 其中，第一聚合物材料層由步驟（1)所得納米薄膜層構成。
[0075] 或者，所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，第二聚合 物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層由步驟（1)所 得納米薄膜層構成。
[0076] 或者，所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，居間電極 層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層 由步驟（1)所得納米薄膜層構成。
[0077] 或者所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，居間薄膜 層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和/或居間薄膜層中的至少 一層，和/或第二聚合物材料層和/或居間薄膜層由步驟（1)所得納米薄膜層構成。
[0078] 下面詳細說明應用納米薄膜層的摩擦發電機的結構。
[0079] 圖1和2所示是本發明一種【具體實施方式】的摩擦發電機1。該摩擦發電機1包括 層疊設置的第一電極層11，第一聚合物材料層12,和第二電極層13。其中，第一聚合物材料 層12所用材料是上述的在粘性材料薄膜(優選聚二甲基硅氧烷（PDMS)薄膜)一側表面涂覆 納米顆粒得到的納米薄膜層，其厚度為100μm-500μm。
[0080] 該實施方式中，第一電極層11對所用材料沒有特殊規定，能夠形成導電層的材料 都在本發明的保護范圍之內，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金 屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、 鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、 鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0081] 該實施方式中，第二電極層13所用材料可以是金屬或合金，其中金屬可以是金、 銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金可以是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹 合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴 合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。第二電極層13的厚度優選100μm-500μm，更優選200μm。
[0082] 當本發明該實施方式的摩擦發電機的各層向下彎曲時，摩擦發電機中的第一聚合 物材料層12與第二電極層13表面相互摩擦產生靜電荷，靜電荷的產生會使第一聚合物材 料層12與第二電極層13之間的電容發生改變，從而導致第一聚合物材料層12與第二電極 層13之間出現電勢差。由于第一聚合物材料層12與第二電極層13之間電勢差的存在，自 由電子將通過外電路由電勢低的一側流向電勢高的一側，從而在外電路中形成電流。當本 發明的摩擦發電機的各層恢復到原來狀態時，這時形成在第一聚合物材料層12與第二電 極層13之間的內電勢消失，此時已平衡的第一聚合物材料層12與第二電極層13之間將再 次產生反向的電勢差，則自由電子通過外電路形成反向電流。通過反復摩擦和恢復，就可以 在外電路中形成周期性的交流電信號。本發明該實施方式中，采用在粘性材料薄膜側表面 上涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層作為第一聚合物材料層12,有效降低了粘性材料薄膜在 與光滑表面摩擦時表現出的粘性，因而能夠實現兩摩擦層快速分離，使摩擦發電機能夠持 續穩定的工作。
[0083] 圖3和4所示是本發明另一種【具體實施方式】的摩擦發電機2。該摩擦發電機2包 括層疊設置的第一電極層21，第一聚合物材料層22,第二聚合物材料層23和第二電極層 24,其中，第一聚合物材料層22和第二聚合物材料層23中的至少一層所用材料是上述的在 粘性材料薄膜(優選聚二甲基硅氧烷（PDMS)薄膜）一側表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜 層，其厚度為1〇〇μπι-500μπι。
[0084] 在該實施方式中，第一電極層21和第二電極層24對所用材料沒有特殊規定，能夠 形成導電層的材料都在本發明的保護范圍之內，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、 金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合 金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合 金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0085] 第一聚合物材料層22和第二聚合物材料層23中的至少一層所用材料是上述納 米薄膜層。當第一聚合物材料層22或第二聚合物材料層23不采用納米薄膜層時，其所用 材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三 聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二 醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄 膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯 薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲 醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、 丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。此時，第一聚合物材料層22或第二聚合物材料層 23 厚度是 100μm-500μm。
[0086] 當本發明該實施方式的摩擦發電機的各層向下彎曲時，摩擦發電機中的第一聚合 物材料層22與第二聚合物材料層23表面相互摩擦產生靜電荷，靜電荷的產生會使第一聚 合物材料層22與第二聚合物材料層23之間的電容發生改變，從而導致第一電極層21和第 二電極層24之間出現電勢差。由于第一電極層21和第二電極層24之間電勢差的存在，自 由電子將通過外電路由電勢低的一側流向電勢高的一側，從而在外電路中形成電流。當本 發明的摩擦發電機的各層恢復到原來狀態時，這時形成在第一電極層21和第二電極層24 之間的內電勢消失，此時已平衡的第一電極層21和第二電極層24之間將再次產生反向的 電勢差，則自由電子通過外電路形成反向電流。通過反復摩擦和恢復，就可以在外電路中形 成周期性的交流電信號。本發明該實施方式中，采用在粘性材料薄膜側表面上涂覆納米顆 粒得到的納米薄膜層作為第一聚合物材料層22和/或第二聚合物材料層23,有效降低了粘 性材料薄膜在與光滑表面摩擦時表現出的粘性，因而能夠實現兩摩擦層快速分離，使摩擦 發電機能夠持續穩定的工作。
[0087]圖5和6所示是本發明又一種【具體實施方式】的摩擦發電機3。該摩擦發電機3包 括第一電極層31，第一聚合物材料層32,居間薄膜層33,第二聚合物材料層34和第二電極 層35,其中，第一聚合物材料層32和居間薄膜層33中的至少一層，和/或第二聚合物材料 層34和居間薄膜層33中的至少一層所用材料是上述的在粘性材料薄膜(優選聚二甲基硅 氧烷（PDMS)薄膜）一側表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層，其厚度為100μm-500μm。
[0088] 在該實施方式中，第一電極層31和第二電極層35對所用材料沒有特殊規定，能夠 形成導電層的材料都在本發明的保護范圍之內，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、 金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合 金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合 金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0089] 第一聚合物材料層32和居間薄膜層33中的至少一層，和/或第二聚合物材料層 34和居間薄膜層33中的至少一層所用材料是納米薄膜層。當第一聚合物材料層32,或居間 薄膜層33,或第二聚合物材料層34不采用納米薄膜層時，其所用材料選自聚酰亞胺薄膜、 苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二 醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸 二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄 膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異 丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁 橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄 膜中的任意一種。此時，第一聚合物材料層32,或居間薄膜層33,或第二聚合物材料層34 厚度是 100l·1m_500μm。
[0090] 當本發明該實施方式的摩擦發電機的各層向下彎曲時，摩擦發電機中的第一聚合 物材料層32與居間薄膜層33表面，和/或第二聚合物材料層34與居間薄膜層33表面相互 摩擦產生靜電荷，靜電荷的產生會使第一電極層31和第二電極層35之間出現電勢差。由 于第一電極層31和第二電極層35之間電勢差的存在，自由電子將通過外電路由電勢低的 一側流向電勢高的一側，從而在外電路中形成電流。當本發明的摩擦發電機的各層恢復到 原來狀態時，這時形成在第一電極層31和第二電極層35之間的內電勢消失，此時已平衡的 第一電極層31和第二電極層35之間將再次產生反向的電勢差，則自由電子通過外電路形 成反向電流。通過反復摩擦和恢復，就可以在外電路中形成周期性的交流電信號。本發明 該實施方式中，采用在粘性材料薄膜側表面上涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層作為第一聚 合物材料層32,和/或居間薄膜層33,和/或第二聚合物材料層34,有效降低了粘性材料薄 膜在與光滑表面摩擦時表現出的粘性，因而能夠實現兩摩擦層快速分離，使摩擦發電機能 夠持續穩定的工作。
[0091] 圖7和8所示是本發明又一種【具體實施方式】的摩擦發電機4。該摩擦發電機4包 括第一電極層41，第一聚合物材料層42,居間電極層43,第二聚合物材料層44和第二電極 層45,其中，第一聚合物材料層42和第二聚合物材料層44中的至少一層所用材料是上述的 在粘性材料薄膜(優選聚二甲基硅氧烷（PDMS)薄膜）一側表面涂覆納米顆粒得到的納米薄 膜層，其厚度為100μm-500μm。
[0092] 在該實施方式中，第一電極層41和第二電極層45對所用材料沒有特殊規定，能夠 形成導電層的材料都在本發明的保護范圍之內，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、 金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合 金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合 金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0093]所述居間電極層43為金屬、金屬氧化物、合金層，或圖形化金屬線-高分子聚合物 層疊體，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、 鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、 銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金，金屬氧化物為銦錫氧化物。
[0094]本發明圖形化金屬線-高分子聚合物層疊體是在高分子聚合物層的一側表面上 通過熱壓、旋涂、刮涂或者絲網印刷金屬、金屬粉末或金屬漿料，形成圖形化金屬線，從而制 備得到的層疊體。金屬所用材料為金屬或合金，其中，金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、 鉻、硒、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、 鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合 金。本發明金屬漿料包括粘合劑、金屬粉末、稀釋劑等。粘合劑和稀釋劑均為制成金屬漿料 的常規成分。這里的圖形化是能夠導通的圖形化，例如井字狀結構、菱形狀結構、Z字結構 或叉指結構。
[0095] 第一聚合物材料層42和第二聚合物材料層44中的至少一層所用材料是上述納 米薄膜層。當第一聚合物材料層42或第二聚合物材料層44不采用納米薄膜層時，其所用 材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三 聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二 醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄 膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯 薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲 醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、 丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。此時，第一聚合物材料層42或第二聚合物材料層 44 厚度是 100μm-500μm。
[0096] 當本發明該實施方式的摩擦發電機的各層向下彎曲時，摩擦發電機中的第一聚合 物材料層42、第二聚合物材料層44分別與居間電極層43表面相互摩擦產生靜電荷，從而導 致第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間出現電勢 差。由于第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間 電勢差的存在，自由電子將通過外電路由電勢低的一側流向電勢高的一側，從而在外電路 中形成電流。當本發明的摩擦發電機的各層恢復到原來狀態時，這時形成在第一電極層41 和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間的內電勢消失，此時已平 衡的第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間將再 次產生反向的電勢差，則自由電子通過外電路形成反向電流。通過反復摩擦和恢復，就可以 在外電路中形成周期性的交流電信號。本發明該實施方式中，采用在粘性材料薄膜側表面 上涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層作為第一聚合物材料層42和/或第二聚合物材料層44， 有效降低了粘性材料薄膜在與光滑表面摩擦時表現出的粘性，因而能夠實現兩摩擦層快速 分離，使摩擦發電機能夠持續穩定的工作。
[0097] 下面通過具體的實施例來闡述本發明的方法的實施，本領域技術人員應當理解的 是，這不應被理解為對本發明權利要求范圍的限制。
[0098] 實施例
[0099] 實施例中所用原料如下：
[0100] 表 1
[0101]
[0102] 實施例1
【權利要求】
1. 一種摩擦發電機的制備方法，該方法包括： (1) 在粘性材料薄膜至少一側表面涂覆納米顆粒，得到納米薄膜層； (2) 制成摩擦發電機， 所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，和第二電極層；或者 所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，第二聚合物材料層和第 二電極層；或者所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，居間電極 層，第二聚合物材料層和第二電極層；或者所述摩擦發電機包括層疊設置的第一電極層，第 一聚合物材料層，居間薄膜層，第二聚合物材料層和第二電極層； 其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層，和/或居間薄膜層由步驟（1)所 得納米薄膜層構成。
2. 根據權利要求1所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，所述粘性材料薄膜所 用材料是聚二甲基硅氧烷或軟質聚氯乙烯。
3. 根據權利要求1或2所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒是非 金屬納米顆粒或金屬納米顆粒。
4. 根據權利要求3所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒是納米 二氧化娃，納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化錯，納米碳酸興，納米硫 酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳 化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W ;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或 納米Au-Cu合金顆粒。
5. 根據權利要求3或4所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，將納米顆粒的固體 粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上。
6. 根據權利要求3或4所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，將納米顆粒分散在 有機溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上。
7. 根據權利要求6所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑是乙醇， 異丙醇，丙酮或正己烷。
8. 根據權利要求3-7任一項所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，所述納米顆 粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. 5g。
9. 根據權利要求8所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆 量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. lg。
10. 根據權利要求8或9所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒粒 徑為 5nm-800nm。
11. 一種摩擦發電機，其特征在于，包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，和 第二電極層，其中第一聚合物材料層所用材料是在粘性材料薄膜一側表面涂覆納米顆粒得 到的納米薄膜層，所述納米薄膜層的涂覆納米顆粒的側表面相對第二電極層設置。
12. 根據權利要求11所述的摩擦發電機，其特征在于，所述粘性材料薄膜所用材料是 聚二甲基硅氧烷或軟質聚氯乙烯。
13. 根據權利要求11或12所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒是非金屬納 米顆粒或金屬納米顆粒。
14. 根據權利要求13所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒是納米二氧化硅， 納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化錯，納米碳酸興，納米硫酸鋇，納米 鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米 氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W ;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu 合金顆粒。
15. 根據權利要求11-14任一項所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到納米薄膜層。
16. 根據權利要求11-14任一項所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒分散在有機溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到 納米薄膜層。
17. 根據權利要求15或16所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為 每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. 5g。
18. 根據權利要求15或16所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為 每平米粘性材料薄膜表面涂覆0. 01g-0. lg。
19. 根據權利要求17或18所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒粒徑為 5nm-800nm〇
20. 根據權利要求11-19任一項所述的摩擦發電機，其特征在于，第一電極層所用材料 是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、 鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、 鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合 金； 第二電極層所用材料是金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、 錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金可以是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合 金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭 合金。
21. -種摩擦發電機，其特征在于，包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，第 二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和第二聚合物材料層中的至少一 層所用材料是在粘性材料薄膜一側表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層。
22. 根據權利要求21所述的摩擦發電機，其特征在于，所述粘性材料薄膜所用材料是 聚二甲基硅氧烷或軟質聚氯乙烯。
23. 根據權利要求21或22所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒是非金屬納 米顆粒或金屬納米顆粒。
24. 根據權利要求23所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒是納米二氧化硅， 納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化錯，納米碳酸興，納米硫酸鋇，鈦酸 鋇，錫酸鋇，聚苯胺，碳化娃，氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、 Mo、W ;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
25. 根據權利要求21-24任一項所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到納米薄膜層。
26. 根據權利要求21-24任一項所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒分散在有機溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到 納米薄膜層。
27. 根據權利要求25或26所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為 每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. 5g。
28. 根據權利要求27所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為每平 米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. lg。
29. 根據權利要求27或28所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒粒徑為 5nm-800nm〇
30. 根據權利要求21-29任一項所述的摩擦發電機，其特征在于，所述摩擦發電機進一 步包括居間電極層，所述居間電極層設置在第一聚合物材料層和第二聚合物材料層之間。
31. 根據權利要求30所述的摩擦發電機，其特征在于，所述居間電極層為金屬、金屬 氧化物、合金層，或圖形化金屬線-高分子聚合物層疊體，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、 銅、鈦、鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是錯合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、 猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金 或鉭合金，金屬氧化物為銦錫氧化物。
32. 根據權利要求21-31任一項所述的摩擦發電機，其特征在于，第一電極層和第二電 極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、 鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或1凡；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅 合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀 合金或鉭合金。
33. 根據權利要求21-32任一項所述的摩擦發電機，其特征在于，當第一聚合物材料 層或第二聚合物材料層不采用納米薄膜層時，其所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹 脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯 薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄 膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁 二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚 對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁 二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一 種。
34. -種摩擦發電機，其特征在于，包括層疊設置的第一電極層，第一聚合物材料層，居 間薄膜層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和居間薄膜層中的至 少一層，和/或第二聚合物材料層和居間薄膜層中的至少一層所用材料是粘性材料薄膜側 表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層。
35. 根據權利要求34所述的摩擦發電機，其特征在于，所述粘性材料薄膜所用材料是 聚二甲基硅氧烷或軟質聚氯乙烯。
36. 根據權利要求34或35所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒是非金屬納 米顆粒或金屬納米顆粒。
37. 根據權利要求36所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒是納米二氧化硅， 納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化錯，納米碳酸興，納米硫酸鋇，鈦酸 鋇，錫酸鋇，聚苯胺，碳化娃，氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、 Mo、W ;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
38. 根據權利要求34-37任一項所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到納米薄膜層。
39. 根據權利要求34-37任一項所述的摩擦發電機的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒分散在有機溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側表面上，得到 納米薄膜層。
40. 根據權利要求38或39所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為 每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. 5g。
41. 根據權利要求40所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為每平 米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. lg。
42. 根據權利要求40或41所述的摩擦發電機，其特征在于，所述納米顆粒粒徑為 5nm-800nm〇
43. 根據權利要求34-42任一項所述的摩擦發電機，其特征在于，第一電極層和第二電 極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、 鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或1凡；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅 合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀 合金或鉭合金。
44. 根據權利要求34-43任一項所述的摩擦發電機，其特征在于，當第一聚合物材料 層，或居間薄膜層，或第二聚合物材料層不采用納米薄膜層時，其所用材料選自聚酰亞胺薄 膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚 乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二 甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚 物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、 聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、 氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚 物薄膜中的任意一種。
【文檔編號】H02N1/04GK104426414SQ201310372569
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】孫利佳, 丁超, 王竹, 趙豪 申請人:納米新能源（唐山）有限責任公司