一种基于纳米压电纤维的柔性能量捕获器件及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于纳米压电纤维的柔性能量捕获器件及其制备方法。所述器件自下而上依次包括：柔性基材、电极层、压电纤维层、保护层；所述柔性基材为柔性绝缘塑料薄膜；所述压电纤维层为PVDF纤维。通过采用柔性基材，采用照相制版工艺制备梳状电极，并选择合适的静电纺丝参数沉积PVDF压电纤维，无需再对压电纤维进行极化，使纤维整齐排列、减小纤维缺陷，能够简化纳米压电纤维能量捕获器件制备工艺，提高能量转换效率，尤其是对弯曲运动机械能的捕获效果。

主权项

一种基于纳米压电纤维的柔性能量捕获器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将柔性基材根据所需目标器件尺寸进行剪裁，并对所述柔性基材进行清洗、干燥，确保所述柔性基材表面洁净与干燥；接着，采用照相制版工艺在所述柔性基材上沉积电极层，所述电极层直接沉积在所述柔性基材表面，所述电极层为梳状电极；(2)配制高分子聚合物PVDF溶液，将所述PVDF溶液充满与高压发生器正极相连的金属喷嘴中；并且，在所述金属喷嘴下方放置与高压发生器地级相连的金属阴极收集板，在所述收集板上放置沉积有所述电极层的所述柔性基材；所述金属喷嘴距离所述收集板的距离为2mm‑10mm；使所述高压发生器产生1.2kV‑2.1kV的电压，所述柔性基材的移动速度为100mm/s‑400mm/s，在所述电极层上沉积多条彼此之间互相平行的PVDF纳米压电纤维形成压电纤维层；所述多条彼此之间互相平行的PVDF纳米压电纤维直接沉积在所述梳状电极上，所述多条彼此之间互相平行的PVDF纳米压电纤维的轴向垂直于所述梳状电极的梳齿方向，且所述多条彼此之间互相平行的PVDF纳米压电纤维的极化方向一致；(3)对所述多条彼此之间互相平行的PVDF纳米压电纤维进行切断处理，隔行切断所述梳状电极相邻梳齿之间的所述多条彼此之间互相平行的PVDF纳米压电纤维，以避免电荷抵消；接着，在所述多条彼此之间互相平行的PVDF纳米压电纤维上形成保护层，并干燥所述保护层。