CN103828082A - 机电转换器设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种机电转换器设备(2,2.1,2.2,2.3,2.4)，包括：至少一个布置在第一电极（6）与至少一个第二电极（8）之间的层复合体(4,4.1)，其中层复合体(4,4.1)具有第一电活性层(10)和至少一个第二电活性层(12)，在第一电活性层(10)与第二电活性层(12)之间至少分段地存在驻极体材料(14,14.1)，并且其中驻极体材料(14)具有可预先给定的电荷。

Description

机电转换器设备

技术领域

本发明涉及一种机电转换器设备，其包括布置在第一电极与至少一个第二电极之间的层复合体。此外，本发明涉及一种机电转换器系统、一种执行器装置、一种发生器设备以及一种用于制造机电转换器设备的方法。

背景技术

塑料复合材料用在许多应用中。例如，将相应的层复合体用作封装材料、绝缘材料或者构造材料。除了所述常规用途以外，层复合体越来越来多地被用作发生器应用、传感器应用或执行器应用中的有源部件。

这样的层复合体一般而言具有至少一个电活性层、比如介电弹性体层。为了获得机电转换器设备，可以给电活性层在两侧分别镀覆导电层。这两个导电层可以用作电极。如果在电极处施加电信号、例如电压，则介电弹性体层伸展。尤其是可以根据电压产生延伸，该电压处于作为下限的0V至作为上限的击穿电压之间。相反，在对层复合体进行机械作用时，如果同时施加电压，则可以在电极处截取到电信号、尤其是电压。

这样的机电转换器设备的缺点是，为了足够的执行机构、也即为了实现电活性层的足够高的延伸，必须在电极处施加1000V范围内的电压。为了在发生器应用的情况下获得高能量，必须类似地施加高电压。但是这样高的电压改变显著地限制了电活性层或者包括具有电活性层的至少一个层复合体的机电转换器设备的经济和有效的使用。

发明内容

因此，本发明所基于的任务是，提供一种机电转换器设备，其可以更经济并且尤其是更有效地来运行。

根据本发明的第一方面，之前导出和示出的任务在一种机电转换器设备——其包括至少一个布置在第一电极与至少一个第二电极之间的层复合体——中通过如下方式来解决：该层复合体具有第一电活性层和至少一个第二电活性层，并且在第一电活性层与第二电活性层之间至少分段地设置驻极体材料，其中该驻极体材料具有可预先给定的电荷。

与现有技术不同，根据本发明的教导，提供了一种机电转换器设备，其可以通过在电活性层之间布置具有可预先给定的电荷的驻极体材料来更经济并且尤其是更有效地来运行。

该机电转换器设备包括至少一个层复合体，其外表面与各一个电极优选直接接触、例如被所述电极镀覆。在层复合体的上侧，可以布置导电层。在层复合体的下侧，同样可以布置导电层。能够理解，上侧或下侧可以仅仅部分地或分段地镀覆导电层。例如，可以形成经结构化的或经分割的层。导电层优选地可以由选自如下组的材料形成，所述组包括：金属、金属合金、导电低聚物或聚合物、导电氧化物、碳材料纳米管和/或填充有导电填料的聚合物。

层复合体包括至少两个电活性层。尤其是可以设置上电活性层和下电活性层。这两个电活性层的两个外表面可以形成层复合体的能分别与一个电极接触的外表面。

在第一电活性层与第二电活性层之间至少分段地设置有驻极体材料。该驻极体材料优选地可以与第一电活性层和/或第二电活性层平面地连接。换言之，驻极体材料可以优选直接接触第一电活性层和第二电活性层。尤其是在驻极体材料与电活性层之间不设置导电层。

驻极体材料所具有的优点是，电荷可以（持久地）存储在驻极体中。可预先给定的电荷例如可以通过给驻极体材料充电来生成。驻极体材料可以被充正电或充负电，也即具有正电荷或负电荷。电荷类型和/或电荷高度尤其是可以与电活性转换器设备的应用相匹配。例如，驻极体层可以具有在驻极体层与相邻电极之间生成100至2000V的电压的表面电荷密度。

通过将具有持久电荷的驻极体材料布置在层复合体中，实现了如下优点：与现有技术相比，为了实现确定的延伸要施加到电极上的电压明显更小。尤其是已经认识到，在施加在电活性层上的电场与电活性层的延伸之间存在近似平方关联的效应可以有利地用于大量应用。因此，在在低电压范围中的电压改变时延伸改变是小的，而在高电压范围中的相同电压改变时延伸改变是大的。能够理解，前面的实施方式也有意义地适用于发生器应用。

根据本发明的机电转换器设备的第一实施方式，可以根据驻极体材料的电荷来调整机电转换器设备的工作点。如已述的那样，在电活性层的延伸与施加的电场或电压之间存在近似平方的关联。原则上，可以在未施加电场时得出的最小值与由击穿电场强度确定的最大值之间调整延伸。通过引入具有预先给定的电荷的驻极体材料，工作点可以从零点被移位。工作点的移位的优点在于，可以明显减小为了确定的延伸改变所需的电压改变。工作点可以优选地通过引入持久电荷被改变为使得100V、尤其是10V的电压改变就已经导致足够的延伸改变。可以取决于应用的足够的延伸改变尤其是至少0.1至35％的延伸。

原则上，驻极体材料可以以任意形式来提供。根据一个实施方式，驻极体材料可以由驻极体纤维、驻极体珠或驻极体层形成。也就是可以设置由驻极体纤维或驻极体珠制成的中间区域。优选地可以设置驻极体层，因为驻极体层容易制造并且在优选整个面上具有均匀的电荷分布。

根据本发明的机电转换器设备的另一实施方式，驻极体材料有利地可以包括选自如下组的材料，所述组包括：聚碳酸酯、全氟化或部分氟化的聚合物或共聚物、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、 聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚和聚醚混合物（PPE/PS）、聚（甲基）丙烯酸甲酯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物和/或聚烯烃。

作为电活性层可以使用各种材料或层。材料的选择尤其是可以取决于稍后的用途。示例性的电活性层是压电层、电致伸缩聚合物层、液晶弹性体层等等。根据本发明的机电转换器设备的一个优选实施方式，至少一个电活性层可以是介电弹性体层。介电弹性体层尤其可以是介电弹性体膜。介电弹性体层优选地具有相对高的介电常数。此外，介电弹性体层优选地具有低机械刚性。该特性导致高达大约300％的可能的延伸值。介电弹性体层尤其是可以用于执行器应用。但是介电弹性体层同样适用于传感器或发生器应用。这两个电活性层优选地由相同材料形成。

另外，根据本发明的一个优选实施方式，介电弹性体层可以包括例如选自如下组的材料，所述组包括：聚氨酯弹性体、硅树脂弹性体、橡胶弹性体（天然橡胶和各种共聚物）和/或丙烯酸酯弹性体。

第一电活性层和第二电活性层优选地可以由相同材料形成。彼此相对的层尤其是也可以具有相同的形状、优选相同的尺寸。根据另一实施方式，第一电活性层可以具有第一厚度走向。第二电活性层可以具有第二厚度走向。第一厚度走向尤其是可以与第二厚度走向基本相同。通过相同的厚度走向，可以在第一电极与驻极体材料以及第二电极与驻极体材料之间分别生成相同强度的电场。对此的原因是，该电场直接取决于中间材料的厚度。

电活性层可以至少在一个方向上伸展。在介电弹性体层的情况下，层的体积可以由于施加电场而保持基本恒定。例如，在体积恒定的情况下，厚度可以减小并且同时面积扩大。在铁驻极体膜的情况下，可以基本上（仅仅）层的厚度改变。但是电活性层的延伸能力可能受到接触电活性层的另外的层的限制。为了例如在介电层的情况下不仅在厚度方向上、而且还在纵向和/或横向上实现伸展，可能需要驻极体材料和/或电极被构造为能够延伸的。例如，可以使用相应松软的材料、也即具有小刚性的材料。示例性的松软材料是填充有导电填料的弹性体或氟化乙烯丙烯。

为了也能够使用刚性材料，根据本发明的机电转换器设备的一个实施方式，所述至少一个驻极体层可以有利地具有波浪形截面轮廓。可替代地或附加地，至少一个电极可以具有波浪形截面轮廓。层尤其是可以沿着至少一个方向具有波浪形截面轮廓。波浪形截面轮廓具有突起和凹陷，所述突起和凹陷优选地可以以基本均匀的序列布置。能够理解，也可以设置其他序列，所述其他序列尤其是可以面向稍后的应用。在延伸的情况下，波浪形截面轮廓被拉长，并且因此提高了至少一个方向上的延伸能力。

根据另一实施方式，可以在机电转换器设备的第一电极与第二电极之间连接能量源。该能量源可以被构造为可控的。该能量源尤其可以是例如如下电压源，该电压源被设立为生成在两个所连接的电极之间的电压差。由于电压差，所述至少两个电活性层之一与所述至少两个电活性层中的另一个相比更强烈地延伸。换言之，产生了机电转换器设备的弯曲。可以以简单方式提供弯曲转换器。例如，可以通过100V范围内的电压差和较少地从转换器设备的扁平形状来生成半圆形状。可以提供非对称的机电转换器设备。在另一示例性实施方式中，可以将机电转换器设备构造成隔膜。例如可以生成触觉反馈。在这种情况下，优选地将外电极接地。

在根据本发明的转换器设备的另一实施方式中，机电转换器设备可以被构造为使得可以进行机电转换器设备的对称运行。与前面的实施方式不同，第一和第二电极可以被施加相同的电压值。换言之，这两个电极可以（随时）处于相同电势。例如，可以设置两个可控能量源。可以以简单方式通过施加100V范围内、优选10V范围内的小电压来实现足够的执行机构。

原则上可以级联两个或更多个前述层复合体。优选地可以在每个层复合体之间设置至少一个电极。另外，可以至少在所级联的层复合体的外表面处分别设置电极。

根据一个优选实施方式，可以设置至少一个另外的配有另一电极的层复合体。所述另一层复合体可以具有第一电活性层和至少一个第二电活性层。例如，所述电活性层可以是介电弹性体层。在第一电活性层与第二电活性层之间可以至少分段地或部分地设置驻极体材料。所述驻极体材料可以优选地直接接触两个电活性层。例如，驻极体材料可以以驻极体纤维、驻极体珠和/或驻极体层的形式来布置。驻极体材料可以具有可预先给定的电荷。所述另一层复合体的驻极体材料尤其是可以与第一层复合体的驻极体材料具有相同极性。另外，两种驻极体材料的电荷数值也可以基本相同。所述另一层复合体可以与第一电极或第二电极连接。可以简单地执行多个层复合体的堆叠。可以实现机电转换器设备与稍后的应用的最优匹配。

能够理解，可以在所述至少两个层复合体之间设置另外的层复合体和/或中间层。

优选地，电活性转换器设备的全部层可以具有平行的层走向。尤其是全部电活性层的厚度走向例如可以基本相同。第一驻极体层的走向也可以基本上对应于第二驻极体层的走向。在根据本发明的机电转换器设备的另一实施方式中，第一驻极体层和至少一个另外的驻极体层优选地沿着相同的方向具有波浪形截面轮廓，所述波浪形截面轮廓具有突起和凹陷，其中第一驻极体层的突起和凹陷平行于所述至少一个另外的驻极体层的突起和凹陷。于是，即使在大延伸的情况下，弹性体层的厚度也可以在波浪的走向方向上保持尽可能统一。相同的情况可以适用于所述至少两个电极的走向。

本发明的另一方面是一种机电转换器系统，其包括之前描述的第一机电转换器设备和至少一个可以与第一机电转换器设备电连接的之前描述的第二机电转换器设备。

能够理解，根据本发明的另一变型方案，可以互连三个或更多个机电转换器设备。优选地，第一机电转换器设备的至少一种驻极体材料可以具有与另一机电转换器设备的至少一种驻极体材料相反的极性。例如，第一机电转换器设备可以具有被充正电的至少一个驻极体层。另外，第二机电转换器设备可以具有被充负电的至少一个驻极体层。优选地，负电荷和正电荷的电荷数值可以是相同的。

根据本发明的机电转换器系统的第一实施方式，第一机电转换器设备的至少一个电极可以与第二机电转换器设备的至少一个第一电极电连接或者第一机电转换器设备的至少一个电极与第二机电转换器设备的至少一个第一电极电连接。尤其是第一机电转换器设备的全部电极可以通过单独的电连接与第二机电转换器设备的相应电极彼此连接。优选地，第一机电转换器设备的至少一种驻极体材料可以具有与第二机电转换器设备的至少一种驻极体材料相比相反的电荷。可以以简单方式由第二或第一机电转换器设备为第一或第二机电转换器设备提供补偿电荷。对此的原因是，分别连接的电极具有带相反极性的相同电压数值。

例如，机电转换器设备或机电转换器系统可以在经结构化的压力传感器中用于医疗技术、海洋技术应用中的键盘或触摸垫、加速度传感器、话筒、扬声器、超声转换器、或者用于材料测试。

本发明的另一方面是一种执行器装置，其包括至少一个之前描述的机电转换器设备。能够理解，该执行器装置也可以具有两个或更多个机电转换器设备、例如之前描述的机电系统。此外，该执行器装置可以具有供能装置、比如能量源以及用于控制所述能量源或机电转换器设备的控制装置。

本发明的另一方面是一种发生器装置，其包括至少一个之前描述的机电转换器设备。能够理解，该发生器装置也可以具有两个或更多个机电转换器设备、例如之前描述的机电系统。此外，该发生器装置可以具有供能装置、比如能量源以及用于控制所述能量源或机电转换器设备的控制装置。

能够理解，也可以设置包括至少一个之前描述的机电转换器设备的传感器装置。

本发明的又一方面是一种用于制造机电转换器设备、尤其是之前描述的机电转换器设备的方法。该方法包括下列步骤：

-提供第一电活性层；

-将第一电极施加到第一电活性层的第一表面上；

-将具有可预先给定的电荷或者可充电可预先给定的电荷的驻极体材料施加到第一电活性层的第二表面上；

-将第二电活性层施加到该驻极体材料上；以及

-将第二电极施加到第二电活性层上。

可以以简单方式制造可有效运行的机电转换器设备。在此能够理解，所述步骤的顺序可以是任意的。根据本发明方法的第一实施方式，可以给至少一个电活性层至少部分地印刷电极。例如，可以印刷结构化的电极。印刷方法可以以简单方式来执行。尤其是可以以提高的生产率大规模生产机电转换器设备。

附图说明

现在存在大量的可能性来构造和改进根据本发明的机电转换器设备、根据本发明的机电转换器系统、根据本发明的执行器或发生器装置、以及根据本发明的用于制造机电转换器设备的方法。对此，一方面参阅排在独立权利要求后的权利要求，另一方面参阅结合附图对实施例的描述。在附图中：

图1示出了根据本发明的机电转换器设备的第一实施例的示意图；

图2示出了依据所施加电场的电活性层延伸的示例性变化曲线的示意图；

图3示出了根据本发明的机电转换器设备的另一实施例的另一示意图；

图4示出了根据本发明的机电转换器设备的另一实施例的另一示意图；

图5示出了根据本发明的机电转换器系统的实施例的示意图；以及

图6示出了根据本发明的用于制造机电转换器设备的实施例的流程图。

下面针对相同的元件使用相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的机电转换器设备2的简化视图、尤其是侧视图。机电转换器设备2包括层复合体4。层复合体4布置在第一电极6与第二电极8之间。

电极6、8可以被构造成导电层6、8。电极6、8尤其是可以至少部分地直接接触层复合体4。能够理解，层复合体4的上侧或下侧可以仅仅部分地镀覆导电层6、8。例如可以印刷至少一个经结构化的电极6、8。

导电层6、8优选地可以由选自如下组的材料形成，所述组包括：金属、金属合金、导电低聚物或聚合物、导电氧化物、碳材料纳米管和/或填充有导电填料的聚合物。

在本实施例中，层复合物4包括三个层10、12和14，其中层14布置在两个层10和12之间。层14尤其是可以直接接触上面的层10以及下面的层12。尤其是可以在层14与层10或12之间不布置另外的电极。

层10被构造成第一电活性层10。层12被构造成第二电活性层12。作为电活性层10、12，优选地可以使用介电弹性体层10、12，比如介电弹性体膜。介电弹性体层10、12有利地具有相对高的介电常数。此外，介电弹性体层10、12有利地具有低机械刚性。这导致高达大约300％的可能的延伸值。介电弹性体层10、12尤其是可以用于执行器应用，但是也可以用于发生器应用或传感器应用。

能够理解，也可以使用其他电活性层，比如压电层、电致伸缩聚合物层、液晶弹性体层等等。

第一介电层10可以具有第一厚度16。第二介电层12可以具有第二厚度18。第一厚度16可以基本上等于第二厚度18。能够理解，层10、12的厚度16、18可以在面上不同地构造。彼此相对的两个电活性层10和12优选地可以具有基本上相同的厚度走向。

在本实施例中，层14是驻极体层14。驻极体层14至少部分地由驻极体材料14形成。驻极体材料14所具有的优点是，电荷可以（持久地）存储在驻极体中。在将驻极体层14布置在层复合体4中以前，可以例如给驻极体层14充电。能够理解，驻极体层14也可以在将驻极体层14布置在层复合体4中以后才被充电。例如，充电可以借助于直接充电或电晕放电来执行。通过该充电，驻极体层14具有可预先给定的持久电荷。例如，可以引入具有可预给定值的正电荷或具有可预给定值的负电荷。在本实施例中，驻极体层14具有正电荷。

能够理解，根据本发明的其他变型方案，驻极体材料14也可以以其他合适形式、例如以纤维和/或珠的形式来提供，其中所述纤维和/或珠在两个电活性层10、12之间被布置为优选均匀地分布在面上。

如上面已经描述的那样，驻极体层14可以直接接触两个介电弹性体层10、12。例如，驻极体层14可以在两侧平面地与两个弹性体层10、12连接。能够理解，驻极体层14也可以仅仅部分地与两个弹性体层10、12连接。

具有可预先给定电荷的驻极体层14导致，在第一电极6与驻极体层14之间形成电场。此外，由于驻极体层14的电荷，在第二电极8与驻极体层14之间形成电场。能够理解，电极6、8可以与补偿电压连接。

通过布置具有可预先给定电荷的驻极体层14，在两个电活性层10、12之间可以以简单方式例如在执行器应用中显著地减小为了确定的延伸要施加的电压。这在下面根据图2予以进一步阐述。

图2示出依据所施加的电场22的电活性层延伸20的示例性变化曲线的示意图。根据公式E=U/d，电场22直接与施加在电极6、8上的电压U和电活性层10、12的厚度d相关联。

如在图2中能够认识到的那样，曲线近似平方地处于起始值24与终值26之间。起始值24是在电场为0 V·m ^-1并且相应延伸为0时的常规工作点24。上限26是击穿场强，其取决于所使用的电活性材料。

为了导致电活性材料从工作点24出发的延伸，可以将所施加的电压、也即0 V·m ^-1的电场22提高值30。这导致为值32的延伸20。能够认识到，尽管电场22相对明显地提高了值30，延伸20仍仅仅提高了小的值32。

根据本发明尤其是已经认识到，机电转换器2中的工作点24可以以简单方式任意地在下限24与上限26之间移位。对此的原因是，机电转换器设备2已经配备有（持久）电荷。换言之，已经施加了预应力。该预应力可以通过相应地给驻极体材料14充电来有针对性地选择。由此，工作点24例如移位到工作点28。

如果从工作点28出发电场22被提高值34，其中值34小于值30，则延伸20改变值36，其中值36大于值32。换言之，通过例如从10至100V的小的电压提高就已经可以实现足够大的延伸改变。

图3示出了根据本发明的具有层复合体4.1的机电转换器设备2.1的另一实施例的另一示意图、尤其是侧视图。

与根据图1的实施例不同，根据图3的层复合体4.1具有波浪形驻极体层14.1。波浪形驻极体层14.1沿着至少一个方向具有波浪形截面轮廓。波浪形截面轮廓尤其是具有突起和凹陷，其可以优选地以基本均匀的序列布置。能够理解，也可以设置其他序列，所述序列尤其是可以面向机电转换器设备的稍后的应用。

波浪形截面轮廓尤其是可以每当驻极体材料14.1被构造为相对刚性、即仅能小地延伸时使用。为了提高这样的驻极体材料14.1的延伸能力，驻极体层14.1可以具有波浪形截面轮廓。在延伸的情况下，波浪形截面轮廓被拉长，并且因此提高了至少一个方向上的延伸。

沿着一个方向的波浪形轮廓的示例是，在具有厚度方向、纵向和横向的驻极体层14.1中仅仅在纵向上形成波浪形轮廓。另一示例是该轮廓在纵向和横向上出现的情况。能够理解，根据本发明的其他变型方案，至少一个电极6、8可以具有相应的波浪形截面轮廓。

图4示出了根据本发明的机电转换器设备2.2的另一实施例。所示实施例包括第一层复合体4.1和第二层复合体4.1。换言之，在此，两个层复合体4.1和4.1被级联成一个堆叠。

第一和第二层复合体4.1对应于根据图3的层复合体4.1。层复合体4.1布置在第一和第二电极6、8之间。在本实施例中，另一层复合体4.1的外面的层与下面的电极8连接。在另一外表面处布置另一电极38。

第一层复合体4.1的驻极体层14.1基本上平行于第二层复合体4.2的驻极体层14.1。另外，两个驻极体层14.1优选地具有相同的极性，其中两个驻极体层14.1在本实施例中都被充正电。此外，两个驻极体层14.1可以被充基本相同的电荷数值。

图5示出了机电转换器系统40的实施例的示意图。在本实施例中，机电转换器系统40具有第一机电转换器设备2.3和第二机电转换器设备2.4。

机电转换器设备2.3可以基本上对应于机电转换器设备2.2。机电转换器设备2.4也可以基本上对应于机电转换器设备2.2，其中在本实施例中，另一机电转换器设备2.4的驻极体层14的极性与第一机电转换器设备2.3的驻极体层14的极性相反。在此，第一机电转换器设备2.3的驻极体层14被充正电，并且另一机电转换器设备2.4的驻极体层14被充负电。机电转换器系统40的全部驻极体层14的电荷数值可以优选地基本相等。

但是具有不同极性的相同电荷数值导致，相应的电极6、8和38具有带有基本相等电荷数值的不同极性。相应电极6、8和38有利地可以彼此电连接。在这种情况下，另一机电转换器设备2.4表示第一机电转换器设备2.3的补偿电压，并且反之亦然。

另外，可控能量源42、尤其是可控电压源可以布置在相应电极6、8和38之间。通过改变电压，可以有针对性地实现所期望的延伸。优选地可以利用100V、尤其是10V的电压改变来实现足够的延伸改变。

在图6中绘制了根据本发明的用于制造机电转换器设备、例如根据图1的机电转换器设备2的方法的实施例的示例性流程图。

在第一步骤601中，可以提供电活性层10。例如可以提供介电弹性体膜。

在下一步骤602中，可以将第一电极6例如以导电层6的形式施加到第一电活性层10的第一表面上。例如，电极6可以平面地或经结构化地施加。第一电活性层10尤其是可以相应地被印刷。

然后，可以在下一步骤603中将具有可预先给定电荷的驻极体材料14施加到第一电活性层10的第二表面上。也可以规定：首先将驻极体材料14施加到电活性层10上，并且接着例如在步骤603以后或者在步骤604或605以后（才）对驻极体材料充电。例如，驻极体材料14可以通过镀覆或层压来施加。尤其是可以施加驻极体层14。

在在先的步骤中，例如可以通过摩擦充电、电子束轰击、或者电晕放电来对驻极体材料14充电，以便生成持久电荷。例如，充电可以通过所谓的双电极电晕装置来执行。针电压可以是至少20kV、优选至少25kV、并且尤其是至少30kV。充电时间可以为至少20s、优选至少25s、以及尤其是至少30s。

能够理解，也可以首先将驻极体材料14施加到第一电活性层10的表面上，并且然后才施加第一电极6。可替代地，可以基本并行地执行两个步骤602和603。

此外，可以在下一步骤604中将第二电活性层12施加到已经被施加在第一电活性层10上的驻极体材料14上。如果设置驻极体层14，则可以用另一电活性层12来镀覆与同第一电活性层10连接的表面相对的表面。根据本发明的另一变型方案，也可以首先提供驻极体层14并且给其双侧镀覆电活性层10、12。

接着，可以将第二电极8施加到第二电活性层12上。换言之，将第二电极8施加到层复合体4的外表面上。在此能够理解，电极8可以在之前就已经被施加并且例如可以提供配备有电极8的第二电活性层12。

Claims (15)

1.一种机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)，包括：

-至少一个布置在第一电极（6）与至少一个第二电极（8）之间的层复合体(4, 4.1)，

其特征在于，

-层复合体(4, 4.1)具有第一电活性层(10)和至少一个第二电活性层(12)，以及

-在第一电活性层(10)与第二电活性层(12)之间至少分段地设置有驻极体材料(14, 14.1)，

-其中所述驻极体材料(14)具有可预先给定的电荷。

2.根据权利要求1所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)，其特征在于，能够根据驻极体材料(14, 14.1)的电荷来调整机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)的工作点。

3.根据权利要求1或2所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)，其特征在于，所述驻极体材料(14, 14.1)由驻极体纤维、驻极体珠和/或驻极体层 (14, 14.1)形成。

4.根据前述权利要求之一所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)，其特征在于，至少一个电活性层(10, 12)是介电弹性体层(10, 12)。

5.根据权利要求4所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)，其特征在于，所述介电弹性体层(10, 12)包括选自如下组的材料，所述组包括：聚氨酯弹性体、硅树脂弹性体、橡胶弹性体（天然橡胶和各种共聚物）和/或丙烯酸酯弹性体。

6.根据前述权利要求之一所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)，其特征在于，所述驻极体材料(14, 14.1)包括选自如下组的材料，所述组包括：聚碳酸酯、全氟化或部分氟化的聚合物或共聚物、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚和聚醚混合物（PPE/PS）、聚（甲基）丙烯酸甲酯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物和/或聚烯烃。

7.根据前述权利要求之一所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4) ，其特征在于，

-第一电活性层(10)具有第一厚度走向，并且

-第二电活性层(12)具有第二厚度走向，

-其中第一厚度走向与第二厚度走向基本上相同。

8.根据前述权利要求之一所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)，其特征在于，

-所述至少一个驻极体层(14, 14.1)具有波浪形截面轮廓，

和/或

-所述至少一个电极(6, 8)具有波浪形截面轮廓。

9.根据前述权利要求之一所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)，其特征在于，

-设置有至少一个另外的配备有另一电极(38)的层复合体(4, 4.1)，

-其中另外的层复合体(4, 4.1)具有第一电活性层(10)和至少一个第二电活性层(12)，

-在第一电活性层(10)与第二电活性层(12)之间至少分段地设置有驻极体材料(14, 14.1)，

-其中驻极体材料具有可预先给定的电荷，并且

-层复合体(4, 4.1)与第一电极（6）或第二电极（8）连接。

10.一种机电转换器系统（40），包括根据前述权利要求之一所述的第一机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)和根据前述权利要求之一所述的至少一个能够与第一机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)电连接的第二机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)。

11.根据权利要求10所述的机电转换器系统（40），其特征在于，

-第一机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)的至少一个电极 (6, 8, 38)能够与第二机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)的至少一个第一电极(6, 8, 38)连接，

-其中尤其是第一机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)的至少一种驻极体材料(14)具有与第二机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)的至少一种驻极体材料(14, 14.1)相比相反的电荷。

12.一种执行器装置，其包括至少一个根据前述权利要求1至9之一所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)。

13.一种发生器装置，其包括至少一个根据前述权利要求1至9之一所述的机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)。

14.一种用于制造机电转换器设备(2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4)的方法，包括：

-提供第一电活性层(10)，

-将第一电极(6)施加到第一电活性层(10)的第一表面上，

-将具有可预先给定的电荷或者能充电可预先给定的电荷的驻极体材料(14)施加到第一电活性层(10)的第二表面上，

-将第二电活性层(12)施加到驻极体材料(14,14.1)上，以及

-将第二电极(8)施加到第二电活性层(12)上。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，至少一个电活性层 (10, 12)被至少部分地印刷有电极(6, 8, 38)。

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