基于磁性织物的电磁发电机的制备及性能研究

摘要

为了克服电磁发电机中磁性部件刚性大、磁性微粒负载量低的问题，选用钕铁硼磁粉为磁性材料，纬编空心织带为柔性基材，以及水性聚氨酯为封装层，成功制备了磁性纱线，并进一步织造成磁性织物。基于磁性织物和导电线圈制备磁电式发电系统和磁电式发电衣物，并对其电输出性能进行测试。研究结果表明：磁性纱线的磁性微粒负载量高达182.80 mg/cm,而磁性织物的磁感应强度则达到38 mT;此外，通过增加磁性微粒含量、增加导电线圈匝数、提高相对移动速度以及减小垂直工作距离均能有效提升磁电式发电系统的电输出性能；磁电式发电衣物产生的电压和电流可分别达到2.42 V和6.26 mA,最大输出功率密度达439.94 mW/m~2。由此可知，基于磁性织物的电磁发电机展现出了在可穿戴自供电设备领域的巨大应用潜力。

关键词

电磁发电机 / 电磁感应效应 / 磁性织物 / 磁性纱线 / 钕铁硼磁粉

基金资助

国家自然科学基金面上项目(52273054)