一種濕度響應(yīng)薄膜電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)電及電池領(lǐng)域，特別涉及一種濕度響應(yīng)薄膜電池。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著移動設(shè)備等電子產(chǎn)品的輕薄化發(fā)展趨勢，采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電池由于自身厚度較大，已不適用于為輕薄化電子產(chǎn)品進(jìn)行供電。薄膜電池的厚度相對于傳統(tǒng)電池較薄，因此，采用薄膜電池為輕薄化電子產(chǎn)品供電是一個重要的研究方向。
[0003]目前常見的薄膜電池主要為太陽能薄膜電池，常規(guī)太陽能薄膜電池的光電轉(zhuǎn)換效率較低，且其能量轉(zhuǎn)換效率的穩(wěn)定性較差，影響了太陽能薄膜電池的廣泛應(yīng)用。
[0004]壓電發(fā)電器件具有結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、無污染和易于實(shí)現(xiàn)小型化和集成化等優(yōu)勢，因此，可將壓電發(fā)電器件應(yīng)用于薄膜電池中，以提高薄膜電池的適用性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種濕度響應(yīng)薄膜電池，利用壓電發(fā)電效應(yīng)進(jìn)行發(fā)電，具有結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、無污染和易于實(shí)現(xiàn)小型化和集成化的優(yōu)勢。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下的技術(shù)方案:
[0007]一種濕度響應(yīng)薄膜電池，包括多個濕度響應(yīng)電池器件和連接所述多個濕度響應(yīng)電池器件的連接電路；其中，每一個所述濕度響應(yīng)電池器件包括基板、設(shè)置于所述基板上的電極、形成于所述基板上且與所述電極電連接的發(fā)電單元，所述發(fā)電單元具有吸收和釋放水汽時產(chǎn)生可逆的伸縮運(yùn)動的濕度響應(yīng)模塊和用于將所述濕度響應(yīng)模塊的伸縮運(yùn)動產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的壓電模塊。
[0008]該濕度響應(yīng)薄膜電池中，通過利用壓電效應(yīng)將機(jī)械轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行發(fā)電，并且采用濕度響應(yīng)薄膜驅(qū)動轉(zhuǎn)換模塊，無需外接動力源，具有結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、無污染和易于實(shí)現(xiàn)小型化和集成化的優(yōu)勢。
[0009]優(yōu)選地，所述多個濕度響應(yīng)電池器件形成多個濕度響應(yīng)薄膜電池單元。
[0010]進(jìn)一步地，每一個濕度響應(yīng)薄膜電池單元中的多個所述濕度響應(yīng)電池器件串聯(lián)連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述薄膜電池單元在所述基板上呈二維陣列排布。
[0012]進(jìn)一步地，多個所述濕度響應(yīng)薄膜電池單元并聯(lián)連接。
[0013]優(yōu)選地，所述濕度響應(yīng)模塊為由濕度響應(yīng)材料制備的濕度響應(yīng)薄膜，所述壓電模塊為由壓電材料制備的壓電薄膜，且所述濕度響應(yīng)薄膜與所述壓電薄膜配合連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述壓電薄膜集成于所述濕度響應(yīng)薄膜內(nèi)。
[0015]進(jìn)一步地，所述壓電薄膜的至少一側(cè)與所述濕度響應(yīng)薄膜貼合。
[0016]優(yōu)選地，多個所述濕度響應(yīng)電池器件共用一個所述基板，且多個所述濕度響應(yīng)電池器件之間通過連接電路串聯(lián)連接。
[0017]進(jìn)一步地，所述連接電路為印刷電路。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的一種濕度響應(yīng)薄膜電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的濕度響應(yīng)電池器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的濕度響應(yīng)薄膜電池單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的濕度響應(yīng)電池器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的濕度響應(yīng)電池器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供的濕度響應(yīng)薄膜與壓電薄膜的一種連接方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記:
[0025]10，電池電極；20，連接電路；30，濕度響應(yīng)薄膜電池單元；
[0026]31，濕度響應(yīng)電池器件；310，發(fā)電單元；311，濕度響應(yīng)模塊；
[0027]312，壓電模塊；313，電極； 314，基板。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0029]如圖1所示，本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】提供了一種濕度響應(yīng)薄膜電池，包括多個濕度響應(yīng)電池器件31和連接多個濕度響應(yīng)電池器件31的連接電路20 ;其中，如圖2所示，每一個濕度響應(yīng)電池器件31包括基板314、設(shè)置于基板314上的電極313、形成于基板314上且與電極313電連接的發(fā)電單元310，發(fā)電單元310具有吸收和釋放水汽時產(chǎn)生可逆的伸縮運(yùn)動的濕度響應(yīng)模塊311和用于將濕度響應(yīng)模塊311的伸縮運(yùn)動產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的壓電模塊312 ;實(shí)際生產(chǎn)中，該濕度響應(yīng)薄膜電池還包括電池電極10。
[0030]該濕度響應(yīng)薄膜電池中，通過利用壓電效應(yīng)將機(jī)械轉(zhuǎn)化為電能的壓電模塊312進(jìn)行發(fā)電，并且采用濕度響應(yīng)模塊311驅(qū)動壓電模塊312，無需外接動力源，具有結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、無污染和易于實(shí)現(xiàn)小型化和集成化的優(yōu)勢。
[0031]如圖3所示的一種優(yōu)選方式中，多個濕度響應(yīng)電池器件31形成多個濕度響應(yīng)薄膜電池單元30。
[0032]優(yōu)選地，如圖3所示，每一個濕度響應(yīng)薄膜電池單元30中的多個濕度響應(yīng)電池器件31通過連接電路20串聯(lián)連接。
[0033]一種優(yōu)選方式中，如圖1所示，濕度響應(yīng)薄膜電池單元30在基板314上呈二維陣列排布，生產(chǎn)過程中，濕度響應(yīng)薄膜電池單元30可通過磁控濺射方法固定于基板314上。
[0034]一種優(yōu)選方式中，為提高濕度相應(yīng)薄膜電池的電池容量，如圖1所示，多個濕度響應(yīng)薄膜電池單元30并聯(lián)連接。
[0035]一種優(yōu)選方式中，為減小濕度響應(yīng)薄膜電池的體積，濕度響應(yīng)模塊311為由濕度響應(yīng)材料制備的濕度響應(yīng)薄膜，壓電模塊312為由壓電材料制備的壓電薄膜，且濕度響應(yīng)薄膜與壓電薄膜配合連接。其中，壓電材料可為無機(jī)壓電材料，如壓電晶體和壓電陶瓷，也可以為有機(jī)壓電材料，如聚偏二氟乙烯；濕度響應(yīng)材料為聚吡咯-含氧低聚物硼酸酯材料，該材料制備的薄膜具有通過吸收和釋放水汽而產(chǎn)生可逆的伸縮運(yùn)動的特性。
[0036]上述濕度響應(yīng)薄膜與壓電薄膜的配合連接可采用如下方式實(shí)現(xiàn):
[0037]實(shí)現(xiàn)方式一，如圖6所示，壓電薄膜集成于濕度響應(yīng)薄膜內(nèi)，實(shí)際生產(chǎn)過程中，可通過靜電紡絲方法制備纖維狀壓電薄膜，并采用電化學(xué)沉積法在壓電薄膜外形成濕度響應(yīng)薄膜，以使壓電薄膜集成于濕度響應(yīng)薄膜內(nèi)；在濕度響應(yīng)薄膜吸收或釋放水汽時可產(chǎn)生可逆的伸縮運(yùn)動，進(jìn)而帶動集成于濕度響應(yīng)薄膜內(nèi)的壓電薄膜產(chǎn)生形變，由于壓電效應(yīng)，壓電薄膜可使其產(chǎn)生形變的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，該實(shí)現(xiàn)方式中提供的連接方法可提高濕度響應(yīng)薄膜與壓電薄膜之間的能量傳遞效率。
[0038]實(shí)現(xiàn)方式二，壓電薄膜的至少一側(cè)與濕度響應(yīng)薄膜貼合，生產(chǎn)過程中可采用電化學(xué)聚合法制備濕度響應(yīng)薄膜，并采用曝光、顯影方法將壓電薄膜與濕度響應(yīng)薄膜貼合。結(jié)合圖2所示，基板314上可設(shè)置一個相貼合的濕度響應(yīng)薄膜和一個壓電薄膜；或如圖5所示的在基板314上層疊設(shè)置多層濕度響應(yīng)薄膜和壓電薄膜；在濕度響應(yīng)薄膜吸收或釋放水汽時可產(chǎn)生可逆的伸縮運(yùn)動，進(jìn)而帶動與濕度響應(yīng)薄膜貼合的壓電薄膜產(chǎn)生形變，由于壓電效應(yīng)，壓電薄膜可使其產(chǎn)生形變的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，圖5所示結(jié)構(gòu)可提高峰值電壓。
[0039]如圖4所示的一種優(yōu)選方式中，為提高濕度響應(yīng)電池器件31的峰值電壓，多個濕度響應(yīng)電池器件31共用一個基板314，且多個濕度響應(yīng)電池器件31之間通過連接電路20串聯(lián)連接。
[0040]優(yōu)選地，連接電路20為印刷電路，實(shí)際生產(chǎn)中，可采用噴墨打印方法形成連接電路。
[0041]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，包括多個濕度響應(yīng)電池器件和連接所述多個濕度響應(yīng)電池器件的連接電路；其中，每一個所述濕度響應(yīng)電池器件包括基板、設(shè)置于所述基板上的電極、形成于所述基板上且與所述電極電連接的發(fā)電單元，所述發(fā)電單元具有吸收和釋放水汽時產(chǎn)生可逆的伸縮運(yùn)動的濕度響應(yīng)模塊和用于將所述濕度響應(yīng)模塊的伸縮運(yùn)動產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的壓電模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，所述多個濕度響應(yīng)電池器件形成多個濕度響應(yīng)薄膜電池單元。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，每一個濕度響應(yīng)薄膜電池單元中的多個所述濕度響應(yīng)電池器件串聯(lián)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，所述濕度響應(yīng)薄膜電池單元在所述基板上呈二維陣列排布。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，多個所述濕度響應(yīng)薄膜電池單元并聯(lián)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，所述濕度響應(yīng)模塊為由濕度響應(yīng)材料制備的濕度響應(yīng)薄膜，所述壓電模塊為由壓電材料制備的壓電薄膜，且所述濕度響應(yīng)薄膜與所述壓電薄膜配合連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，所述壓電薄膜集成于所述濕度響應(yīng)薄膜內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，所述壓電薄膜的至少一側(cè)與所述濕度響應(yīng)薄膜貼合。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，多個所述濕度響應(yīng)電池器件共用一個所述基板，且多個所述濕度響應(yīng)電池器件之間通過連接電路串聯(lián)連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濕度響應(yīng)薄膜電池，其特征在于，所述連接電路為印刷電路。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及發(fā)電及電池領(lǐng)域，公開一種濕度響應(yīng)薄膜電池，包括多個濕度響應(yīng)電池器件和連接所述多個濕度響應(yīng)電池器件的連接電路；其中，每一個所述濕度響應(yīng)電池器件包括基板、設(shè)置于所述基板上的電極、形成于所述基板上且與所述電極電連接的發(fā)電單元，所述發(fā)電單元具有吸收和釋放水汽時產(chǎn)生可逆的伸縮運(yùn)動的濕度響應(yīng)模塊和用于將所述濕度響應(yīng)模塊的伸縮運(yùn)動產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的壓電模塊。具有結(jié)構(gòu)簡單、不發(fā)熱、無電磁干擾、無污染和易于實(shí)現(xiàn)小型化和集成化的優(yōu)勢。
【IPC分類】H01L41/08, H02N2/18
【公開號】CN205051601
【申請?zhí)枴緾N201520837747
【發(fā)明人】岳爽, 常珊, 張卓
【申請人】阜陽欣奕華材料科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月26日