[实用新型]摩擦发电机用复合薄膜电极及其应用

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工领域，具体地，涉及复合薄膜电极及其应用，更具体地，涉及复合薄膜电极、摩擦发电机和发电鞋。

背景技术

膜电极作为摩擦发电机的一个关键部件，其本身性质对摩擦发电机的发电能力影响极大。现有的摩擦发电机的膜电极采用聚合物膜镀金属层，在受力比较大的情况下，聚合物膜上的镀金属层容易脱落，并且，使用导电胶带作为电极膜的原料，容易老化、生产成本高、贴膜工艺复杂。

由此，现有的膜电极有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种复合薄膜电极，电极层设置在第一薄膜层和第二薄膜层之间，不易脱落。

因而，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种摩擦发电机用复合薄膜电极。根据本实用新型的实施例，该复合薄膜电极包括：第一薄膜层；电极层，所述电极层覆盖在所述第一薄膜层的至少部分表面上；第二薄膜层，所述第二薄膜层覆盖在所述第一薄膜层和所述电极层的表面上。

根据本实用新型实施例的复合薄膜电极，电极层设置在第一薄膜层和第二薄膜层之间，相对于现有的表面镀金属层的薄膜电极，该电极层的结合牢固，不易脱落，并且电极层和薄膜层能够实现完美的接触和贴合，从而使采用这种电极结构的摩擦发电机输出电性能得到很大提高。

任选地，电极层的厚度不受特别的限制，可以根据生产的强度需求进行调节。电极层的强度随着厚度的增加而增大，当电极层的厚度为50～200微米时，保证复合薄膜电极具有足够的强度与较小的厚度。

任选地，所述电极层的面积与所述第一薄膜层的面积比为0.5-1：1。

任选地，电极层可以由导电高分子聚合物构成，也可以由导电高分子聚合物和金属纳米颗粒构成。该电极层制备工艺简单、成本低、容易复合。

进一步任选地，根据本实用新型的实施例，导电高分子聚合物选自聚噻吩基导电高分子聚合物、聚吡咯导电高分子聚合物、聚苯硫醚导电高分子聚合物、聚苯胺导电高分子聚合物的至少一种，优选导电高分子聚合物是聚噻吩基导电高分子聚合物，具体地，是基于聚噻吩基的导电高分子聚合物水溶液，该聚噻吩基导电高分子聚合物在水中的分散性和热稳定性好。根据本实用新型的优选实施例，聚噻吩基的导电高分子聚合物含量为1.2-1.4重量％，聚合物的分散效果更佳，并且与水、醇或具有高介质常数的溶剂良好地混容，用此溶剂稀释的涂敷液易于涂敷。

进一步任选地，金属纳米颗粒为选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、钯纳米颗粒和钌纳米颗粒的至少一种。由此，金属纳米颗粒的导电性和分散性好。

金属纳米颗粒的粒径因导电膜的用途所需要的散射的程度而异，并且其形状不能一概而论。任选地，金属纳米颗粒的平均粒径为5nm-200nm时，金属纳米颗粒的导电性和分散性更佳。

任选地，导电高分子聚合物和金属纳米颗粒的重量比为1：0.001-0.1。由此，电极层的导电性好，成本低。如有金属纳米颗粒比例过低，则对于膜的导电性能无明显影响，而如果金属纳米颗粒比例过高，虽然在一定程度上增加导电性，但显著提高了生产成本，实际应用性下降。

任选地，电极层是由金属网构成的。

任选地，金属网孔径为100-800微米。

任选地，金属网是由金属线按平行密排、局部搭接、十字搭接或菱形搭接方式构成。

任选地，所述第一薄膜层和所述第二薄膜层分别独立地由热固型高分子材料形成，优选硅胶和聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中，所述硅胶优选为聚二甲基硅氧烷。

任选地，所述第一薄膜层的厚度为50-200微米，所述第二薄膜层的厚度为50-200微米。

在此基础上，根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种摩擦发电机。根据本实用新型的实施例，所述摩擦发电机包括前述的复合薄膜电极。由此，摩擦发电机采用的该复合薄膜电极的电极层设置在第一薄膜层和第二薄膜层之间，电极层的结合牢固，不易脱落，使摩擦发电机的使用寿命延长，并且摩擦发电机的成本更低。

在此基础上，根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种发电鞋。根据本实用新型的实施例，所述发电鞋包括前述的复合薄膜电极，或者前述的摩擦发电机。

根据本实用新型实施例的发电鞋，在鞋内设置前述的复合薄膜电极或者前述的摩擦发电机，由于复合薄膜电极的电极层设置在第一薄膜层和第二薄膜层之间，相对于现有的表面镀金属层的薄膜电极，该电极层的结合牢固，解决了现有的发电鞋在受力较大的情况下电极易脱落的问题，发电鞋的质量更好，使用寿命更长。