CN105790631A - 一种滚动式摩擦纳米发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚动式摩擦纳米发电机，所述发电机包括：发电板，发电板包括电极层，所述电极层包括两组互不连接的电极片；滚动体，在所述发电板表面滚动，在滚动过程中，在所述滚动体表面产生电荷，使所述两组电极片之间形成电势差。本发明滚动式摩擦纳米发电机通过滚动摩擦产生电荷，减少了摩擦阻力，提高了能量的转化效率，同时也减轻了摩擦过程对材料的损耗，提高了发电机的稳定性和耐久度。

Description

一种滚动式摩擦纳米发电机

技术领域

本发明涉及一种发电机，具体地，涉及一种滚动式摩擦纳米发电机。

背景技术

半个世纪以来，电子设备朝着小型化，轻巧便携的方向发展。而且由于世界能源消耗迅速增长，因此从环境中获得可持续和低成本的能源的要求越来越高。

我们的日常生活中存在各种形式的机械能，如旋转、振动、走路等等。目前，机械能转化为电能主要是通过滑动摩擦产生，但是，由于滑动摩擦的阻力较大，会限制摩擦发电机的能量转换效率，也会引起因为摩擦产生的磨损等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种滚动式摩擦纳米发电机，该发电机可通过滚动摩擦产生电荷，降低摩擦阻力。

为了实现上述目的，本发明提供一种滚动式摩擦纳米发电机，所述发电机包括：发电板，包括电极层，所述电极层包括两组互不连接的电极片；滚动体，在所述发电板表面滚动，在滚动过程中，所述滚动体的表面产生电荷，使所述两组电极片之间形成电势差。

优选地，所述发电板还包括基底，所述电极层设置在所述基底上，所述滚动体与所述电极层表面材料存在摩擦电极序差异；所述滚动体在所述电极层表面滚动过程中，所述滚动体表面产生电荷。

优选地，所述滚动体的表面为绝缘体材料。

优选地，所述发电板包括摩擦层，所述电极层设置在所述摩擦层的下表面，所述滚动体表面与所述摩擦层上表面材料存在摩擦电极序差异；所述滚动体在所述摩擦层上表面滚动过程中，所述滚动体表面产生电荷。

优选地，所述滚动体的表面为绝缘体材料、半导体材料或者导体材料。

优选地，所述滚动体表面和/或所述发电板与所述滚动体接触的表面上具有微纳米结构层。

优选地，所述滚动式摩擦纳米发电机还包括一个所述发电板，两个所述发电板分别设置在所述滚动体的相对两侧；所述滚动体同时在两个所述发电板的表面滚动。

优选地，所述电极层中的两组电极片为图形化结构。

优选地，所述电极层中的两组电极片为互补图形结构。

优选地，所述图形化的两组电极片均为包括多个重复电极单元的周期性结构。

优选地，所述滚动体分为多组具有一间距的滚动体阵列，各组所述滚动体阵列在所述发电板表面上同步滚动。

优选地，所述滚动体阵列为纵向阵列，各组所述滚动体阵列在发电板表面上水平滚动；两组所述电极片均为包括多个条形电极单元的插指型电极片。

优选地，所述滚动体阵列为多个扇形单元形成的阵列，多个扇形单元在扇形所在圆内均匀分布，各组所述滚动体阵列在发电板表面上周向滚动；相应的，两组所述电极片包括多个扇形电极单元，多个所述扇形电极单元在扇形所在圆内均匀分布。

优选地，所述滚动体阵列的周期与每组电极片图形的周期相同。

优选地，所述滚动体为多个圆柱体或球体。

优选地，所述滚动体的直径范围为0.1毫米到10毫米。

优选地，所述电极层中两组电极片之间的距离范围为1微米到10毫米。

本发明提供的另一种技术方案：一种滚动式摩擦纳米发电机，所述发电机包括：发电板，包括电极层，所述电极层包括两组互不连接的电极片；滚动体，所述滚动体分为两组，每组滚动体限制在所述发电板上一组所述电极片对应的位置；接触层，与所述滚动体表面材料存在摩擦电极序差异；所述接触层从一组滚动体上移动到另一组滚动体上，所述接触层表面产生电荷，同时所述每组滚动体在所述发电板表面限制的范围内滚动，在滚动过程中，所述接触层在两组电极片之间形成电势差。

优选地，所述接触层与所述发电板设置在所述滚动体的相对两侧。

优选地，所述接触层尺寸与所述电极片尺寸相同。

优选地，所述发电板包括基底，所述电极层设置在所述基底上，每组电极片表面设置一组滚动体。

优选地，所述发电板包括摩擦层，所述电极层设置在摩擦层的下表面，在所述摩擦层上表面与所述两组电极片对应的位置设置所述两组滚动体。

优选地，所述滚动体表面和/或所述接触层与滚动体接触的表面上具有微纳米结构层。

本发明滚动式摩擦纳米发电机通过滚动摩擦产生电荷，减少了摩擦阻力，提高了能量的转化效率，降低了材料的损耗，延长了设备的使用寿命，使得设备具有良好的稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例一的结构示意图；

图2a-图2d是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例一的工作原理示意图；

图3是滚动式摩擦纳米发电机包括限制滚动体的框架的结构示意图；

图4是实施例一的滚动式摩擦纳米发电机包括两个发电板的结构示意图；

图5a至图5d是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例一的输出性能图；

图6是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例二的结构示意图；

图7a至图7c是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例二的输出性能图；

图8是实施例二的滚动式摩擦纳米发电机包括两个发电板的结构示意图；

图9是电极层中的电极片为图形化结构的示意图；

图10是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例三的结构示意图；

图11是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例三的立体图；

图12a至图12c是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例三的输出性能图；

图13a是本发明滚动式摩擦纳米发电机的电极片为轴对称结构示意图；

图13b是本发明滚动式摩擦纳米发电机的滚动体为轴对称结构示意图；

图14是本发明滚动式摩擦纳米发电机的实施例四的结构示意图。

具体实施方式：

本发明滚动式摩擦纳米发电机，所述发电机包括：发电板，发电板包括电极层，电极层包括两组互不连接的电极片；以及滚动体，在所述发电板表面滚动，在滚动过程中，所述滚动体的表面产生电荷，使所述两组电极片之间形成电势差。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例一：

如图1所示，本实施例的滚动式摩擦纳米发电机包括：滚动体10和发电板20，其中，发电板20包括摩擦层201及设置在摩擦层201下表面的电极层202，电极层202包括设置在摩擦层202的下表面且互不连接的两组电极片。摩擦层201的上表面与滚动体10表面材料存在摩擦电极序差异，在滚动体10在摩擦层201上表面滚动过程中，摩擦层201的上表面和滚动体10的表面产生异号电荷，随着滚动体10在摩擦层201上表面的滚动，由于静电感应，滚动体10表面带有的电荷使电极层202中两组电极片中产生电荷，两组电极片之间形成电势差，在电信号检测装置30上形成电流。其中，滚动体10为多个圆柱体，在本实施例中，所述圆柱体的材质可以为导体或者绝缘体，优选为金属导体材料。

滚动式摩擦纳米发电机的发电过程，参见图2a-图2d。将摩擦层201固定在水平面上，为了保证滚动体10中的多个圆柱体同步滚动，参见图3，可以通过设置框架40，将多个圆柱体限制在框架40中，以保证滚动体10整体在发电板上滚动。由外力F带动框架40水平移动，在移动的过程中，框架40带动中间的多个滚动体10沿同一方向在摩擦层201上表面滚动。由于滚动体10和摩擦层201表面的材料存在摩擦电极序差异，以滚动体10表面为导体材料为例，滚动体10的表面带有正电荷，摩擦层201的表面分别带有负电荷。这些电荷都将保持在二者的接触面，在一定时间内几乎不会发生流动或者衰减。由于摩擦层201始终相对于两组电极片保持静止，因此它表面所带的静电荷在两组电极片间产生的感应电势差始终保持不变，不会给电流的产生提供驱动力。滚动体10上的静电荷将随其一起移动，并且在交替靠近两个电极层时，反复改变两组电极片间的感应电势差，从而吸引电极片回路中所带的异号电荷在两组电极片之间移动，在外电路产生电流，具体过程参见图2a至图2d图。

框架40的作用是限制滚动体10(球体或者圆柱体)的运动，对发电机的发电过程不起作用，其材料可以任意选择，优选为绝缘体材料，例如为PMMA(PolyMethylMethAcrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)材质的框架。

为增加接触面积，增强输出的电能，滚动体10表面和/或所述发电板与所述滚动体10接触的表面(即摩擦层201上表面)具有微纳米结构层。其中，所述微纳米结构层为纳米线、纳米带、纳米颗粒、纳米沟槽或者纳米空洞等的阵列。

本实施例的滚动式摩擦纳米发电机中，只需要滚动体10的表面与摩擦层201上表面的材料存在摩擦电极序差异即可，摩擦层201上表面的材料为绝缘体，优选为聚合物绝缘体材料，可为如下高分子材料中的一者或多者：聚四氟乙烯，聚二甲基硅氧烷，聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、再生纤维海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、酚醛树脂薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)薄膜或聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。

摩擦层201优选为薄层材料，厚度范围为100纳米到1毫米之间。

滚动体10的材料可以为绝缘体材料，也可以为半导体或者导体材料。绝缘体材料可以从上述材料中选择，也可以从无机绝缘材料中选择。常用的半导体包括硅、锗；第Ⅲ和第Ⅴ族化合物，例如砷化镓、磷化镓等；第Ⅱ和第Ⅵ族化合物，例如硫化镉、硫化锌等；以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体，例如镓铝砷、镓砷磷等。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。非导电性氧化物、半导体氧化物和复杂氧化物，例如锰、铬、铁、铜的氧化物，还包括氧化硅、氧化锰、氧化铬、氧化铁、氧化铜、氧化锌、BiO₂和Y₂O₃也可以作为滚动体的表面材料。所述导体材料可以为金属材料，可为铝、铜、铁、金、银、镍、铬、钛、锆、锰、锌及其合金，但并不以此为限。

滚动体10可为多个圆柱体(如图2所示)或球体(如图11所示)，圆柱体或者球体的直径范围可以为0.1毫米到10毫米。滚动体10和/或摩擦层201可以为硬质材料，也可以为柔性材料，材料的硬度对发电机的输出没有影响。

电极层202中，两组电极片之间的间距越小，电极之间的开路电压越低，短路电流越高，有利于提高输出功率，优选的，两组电极片之间的距离范围为1微米到10毫米。

本实施例中，本发明滚动式摩擦纳米发电机还包括一个发电板20，两个发电板20分别设置在滚动体10的相对两侧(如图4所示)，两个发电板20设置在滚动体10的上方和下方，滚动体10能够同时在两个发电板的表面滚动。如对滚动体10上方的发电板20施加水平力，带动滚动体10在两个发电板20的摩擦层201表面滚动，可以在上下两个电极层202中分别形成电流信号。两个发电板的两组电极片可分别连接导线，形成输出端口，用于输出电能。此外，本发明滚动式摩擦纳米发电机的两个所述电极层202可并联连接，以增强输出的电能。

如图5a所示，本发明滚动式摩擦纳米发电机在电极层202的两组电极片之间的开路电压可达400V以上；如图5b所示，短路电流密度可达5mA/m²。另外，本发明滚动式纳米摩擦发电机的两个电极层的两组电极片形成的两个输出端口既可以同时独立输出，也可以并联在一起合并为一个输出端口，经过整合之后的输出的短路电流密度可以达到(9-10mA)/m²(如图5c所示)，经过整合后的摩擦发电机的输出功率密度可达1.6W/m²。

由于滚动摩擦相对于滑动摩擦的阻力减小，因此本发明滚动式摩擦纳米发电机可提高能量转化效率。如图5d所示，能量转化效率可以高达55％。

实施例二：

如图6所示，本实施例的滚动式摩擦纳米发电机包括滚动体10和发电板21，其中，滚动体10的材料、结构可以与实施例一相同，在此不再赘述。发电板21包括基底211和设置在基底211上的电极层212，电极层212包括设置在基底211上且互不连接的两组电极片，滚动体10与电极片表面材料存在摩擦电极序差异；滚动体10在电极层212表面滚动过程中，滚动体10表面产生电荷，并在滚动过程中，使两组电极片之间形成电势差。

为增加接触面积，增强输出的电能，滚动体10表面和/或发电板21与滚动体10接触的表面(即电极层212上表面)上具有微纳米结构层。其中，所述微纳米结构层为纳米线、纳米带、纳米颗粒、纳米沟槽或者纳米空洞等，或者上述结构的阵列。

其中，所述滚动体10与电极层212之间存在摩擦电极序差异，使滚动体10相对于电极层212滚动过程中，滚动体10上产生电荷。在本实施例中，滚动体10的材料可以为半导体或者绝缘体，优选为聚合物绝缘体材料，可以采用实施例一中列出的绝缘体材料，这里不再复述。其中，滚动体3可为多个球体，所述球体的材质优选为PTFE(PolyTetraFluoroEthene，聚四氟乙烯)。

本发明滚动式摩擦纳米发电机还包括框架40，用于限制滚动体10中球体或者圆柱体进行同步滚动，框架40可以采用PMMA材料。

在发电过程中，所述框架40可以由外力带动而水平移动，绝缘基底211及其上的电极层212固定在水平面上。以滚动体10为多个球体为例，随着球体在两组电极片之间的往复运动，通过滚动摩擦接触起电的作用可以使电极片和球体的表面分别带正、负电荷。在两者相对运动的过程中，由于静电感应的作用，球体表面的负电荷可以使两组电极片之间形成电势差，可以驱动外电路的电子流动，形成电流。

对一个发电机的两组电极片之间的电信号进行测量，结果参见图7a至7c，开路电压约为75V，短路电流密度约为0.4mA/m²，能量密度约为17μC/m²。

本实施例中，本发明滚动式摩擦纳米发电机还包括一个发电板21，两个发电板21分别设置在滚动体10的相对两侧，参见图8，两个发电板21设置在滚动体10的上方和下方，滚动体10能够同时在两个发电板21的表面滚动。如对滚动体10上方的发电板21施加水平力，带动滚动体10在两个发电板21的电极层212表面滚动，可以在上下两个电极层212中分别形成电流信号。两个发电板的两组电极片可分别连接导线，形成输出端口，用于输出电能。此外，两个所述电极层212可并联连接，以增强输出的电能。

实施例三：

本实施例提供的滚动式摩擦纳米发电机，发电板中的电极层可以为两组图形化结构的电极片，图形化结构的两组电极片优选为互补图形结构。为了提高发电效率，优选图形化结构的两组电极片均为包括多个重复电极单元的周期性结构，每个周期性重复电极单元的尺寸和形状相同，每个电极单元可以为条形结构或者扇形结构，多个条形电极单元平行等距排列连接形成插指型电极片(见图10)，或者多个相同的扇形电极单元按照成中心对称排列连接(见图13a)形成图形化结构电极片。

参见图9，两组电极片均为插指型电极，参见图10，插指型电极片222和插指型电极片223互相交叉间隔设置，互相之间存在空隙224，保证插指型电极片222和插指型电极片223互相不连通。发电板的结构可以为摩擦层下表面设置电极层，滚动体在摩擦层上表面滚动，类似图1中的发电板结构；也可以为电极层设置在绝缘基板上，滚动体在图形化的电极层上滚动，类似图6中的发电板结构。在电极板上滚动的滚动体的表面材料与发电板表面材料存在摩擦电极序差异。

相应的，也可以将滚动体设置为多组具有一间距的滚动体阵列，框架42将滚动体分为多组并且限制每组中的球体同步滚动。各组所述滚动体阵列可以在摩擦层221上沿着如图9中所示的箭头方向自下向上同步滚动，可以在电信号检测装置30中检测到周期性的交流电信号。滚动体阵列的周期为每组电极片图形的周期，使发电机的发电效率最高。

所述滚动体阵列可以为纵向阵列，参见图10和图11，各组滚动体阵列12在摩擦层221上水平滚动。滚动体阵列12的间距可以为插指型电极的条间距的二倍，相当于把两组插指型电极片的相邻电极条看成两组，滚动体阵列12的间距和其中任意一组的间距相同。滚动体阵列12采用多个金属球体，当球体运动一个间距的距离时，插指型电极片之间就会发生一个周期的电荷转移；而当球体在电极板表面的两端往复移动时，就可以在同一个运动周期内实现多个周期的电荷转移和电流输出(如图12a至12c所示)，以提高发电机的输出功率和能量转换效率。

除插指型电极片外，图形化的电极片还可以为有其他图形化的结构，参见图13a，图形化的电极片231包括三个相同的扇形电极单元，多个扇形电极单元在扇形所在圆内均匀分布，并且通过导线或者电极片材料连接形成图形化电极片；图形化的电极片232也包括三个相同的扇形电极单元，在上述圆平面内均匀分布，并且在上述圆平面的圆心处连通，这里所述的圆心为电极层的中心。

对应的，滚动体阵列13为三个相同的扇形单元形成的阵列，多个所述扇形单元在扇形所在的圆内均匀分布(如图13b所示)，限制在同样由三个相同的扇形结构的框架43中，三个扇形框架43在圆心处连接固定，滚动体阵列所在圆的圆心为滚动体阵列的中心。两个图形化的电极层可以通过填充介质233隔离。将滚动体阵列的中心与电极层的中心重合，当框架43在外力作用下带动滚动体阵列13围绕中心在发电板表面上周向滚动，每个滚动体阵列交替靠近电极片231和电极片232，由于静电感应，连接在两组电极片231和232之间的电信号检测装置30上会有电流流过。除如图13a所示的三个扇形形成的对称图形结构外，所述电极片还可以包括其他任意个数的扇形电极单元，多个扇形电极单元均匀分布。同样的，滚动体阵列中也可以包括任意个数的扇形单元，优选为滚动体阵列中扇形单元的个数与电极片中的电极单元个数相同。这种特殊模式的发电机可以用于收集转动形式的机械能。

实施例四：

本实施例的滚动式摩擦纳米发电机，参见图14，包括发电板24，发电板包括电极层242，电极层242包括两组互不连接的电极片；滚动体14，滚动体14分为两组，每组滚动体限制在发电板24上一组所述电极片对应的位置；接触层50，与滚动体14表面材料存在摩擦电极序差异；接触层50从一组滚动体上移动到另一组滚动体上，所述接触层表面产生电荷，同时所述每组滚动体在所述发电板表面限制的范围内滚动，在滚动过程中，所述接触层带有的电荷在两组电极片之间形成电势差。滚动体可以通过框架44限制在发电板24的表面。

本实施例中，发电板的结构可以为图13a所示的结构，包括摩擦层241以及设置在摩擦层241下表面的电极层242，在摩擦层上表面与所述两组电极片对应的位置分别设置一组滚动体，滚动体直接与摩擦层接触滚动。发电板的结构也可以为设置在绝缘基底上的电极层，每组电极片表面设置一组滚动体，滚动体14直接与电极层中的一组电极片接触滚动。

所述接触层与所述发电板设置在所述滚动体3的相对两侧，参见图14，接触层50和发电板24分别设置在滚动体14的上方和下方，滚动体14能够同时在两个发电板的表面滚动。

为了在接触层较短的滑动距离，就可以产生电信号，优选接触层50尺寸与所述电极片尺寸相当，更优选为相等。

为增加接触面积，增强输出的电能，滚动体14表面和/或接触层50与滚动体14接触的表面上具有微纳米结构层。其中，所述微纳米结构层为纳米线、纳米带、纳米颗粒、纳米沟槽或者纳米空洞等的阵列。

根据滚动体材料的不同，接触层50的材料可以为导体、半导体或者绝缘体，可以选择的具体材料与前述实施例二中滚动体的材料相同。滚动体、摩擦层、电极层的材料和结构均可以与前述实施例中的相同，在此不再复述。

在发电过程中，接触层50可以由外力带动而水平移动。在摩擦层及其下表面的电极片固定在水平面上。通过滚动摩擦接触起电的作用，球体表面带正电荷，接触层50带负电荷。当带负电的接触层50在两组滚动体之间往复运动时，可以通过静电感应的作用在两组滚动体下方的电极片上产生电势差，并驱动外电路的电子流动，在电信号检测装置30中检测到周期性的交流电信号。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (23)

1.一种滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述发电机包括：

发电板，包括电极层，所述电极层包括两组互不连接的电极片；

滚动体，在所述发电板表面滚动，在滚动过程中，所述滚动体的表面产生电荷，使所述两组电极片之间形成电势差。

2.根据权利要求1所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述发电板还包括基底，所述电极层设置在所述基底上，所述滚动体与所述电极层表面材料存在摩擦电极序差异；所述滚动体在所述电极层表面滚动过程中，所述滚动体表面产生电荷。

3.根据权利要求2所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体的表面为绝缘体材料。

4.根据权利要求1所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述发电板包括摩擦层，所述电极层设置在所述摩擦层的下表面，所述滚动体表面与所述摩擦层上表面材料存在摩擦电极序差异；所述滚动体在所述摩擦层上表面滚动过程中，所述滚动体表面产生电荷。

5.根据权利要求4所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体的表面为绝缘体材料、半导体材料或者导体材料。

6.根据权利要求1-5任一项所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体表面和/或所述发电板与所述滚动体接触的表面上具有微纳米结构层。

7.根据权利要求1-6任一项所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动式摩擦纳米发电机还包括一个所述发电板，两个所述发电板分别设置在所述滚动体的相对两侧；所述滚动体同时在两个所述发电板的表面滚动。

8.根据权利要求1-7任一项所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述电极层中的两组电极片为图形化结构。

9.根据权利要求8所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述电极层中的两组电极片为互补图形结构。

10.根据权利要求9所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述图形化的两组电极片均为包括多个重复电极单元的周期性结构。

11.根据权利要求8-10任一项所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体分为多组具有一间距的滚动体阵列，各组所述滚动体阵列在所述发电板表面上同步滚动。

12.根据权利要求11所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体阵列为纵向阵列，各组所述滚动体阵列在发电板表面上水平滚动；两组所述电极片均为包括多个条形电极单元的插指型电极片。

13.根据权利要求11所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体阵列为多个扇形单元形成的阵列，多个所述扇形单元在扇形所在圆内均匀分布，各组所述滚动体阵列在发电板表面上周向滚动；两组所述电极片包括多个扇形电极单元，所述扇形电极单元在扇形所在圆内均匀分布。

14.根据权利要求12或13所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体阵列的周期与每组电极片图形的周期相同。

15.根据权利要求1-14任一项所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体为多个圆柱体或球体。

16.根据权利要求15所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体的直径范围为0.1毫米到10毫米。

17.根据权利要求1-16任一项所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述电极层中两组电极片之间的距离范围为1微米到10毫米。

18.一种滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述发电机包括：

发电板，包括电极层，所述电极层包括两组互不连接的电极片；

滚动体，所述滚动体分为两组，每组滚动体限制在所述发电板上一组所述电极片对应的位置；

接触层，与所述滚动体表面材料存在摩擦电极序差异；

所述接触层从一组滚动体上移动到另一组滚动体上，所述接触层表面产生电荷，同时所述每组滚动体在所述发电板表面限制的范围内滚动，在滚动过程中，所述接触层在两组电极片之间形成电势差。

19.根据权利要求18所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述接触层与所述发电板设置在所述滚动体的相对两侧。

20.根据权利要求18或19所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述接触层尺寸与所述电极片尺寸相同。

21.根据权利要求18或19所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述发电板包括基底，所述电极层设置在所述基底上，每组电极片表面设置一组滚动体。

22.根据权利要求18或19所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述发电板包括摩擦层，所述电极层设置在摩擦层的下表面，在所述摩擦层上表面与所述两组电极片对应的位置设置所述两组滚动体。

23.根据权利要求18-22中任一项所述的滚动式摩擦纳米发电机，其特征在于，所述滚动体表面和/或所述接触层与滚动体接触的表面上具有微纳米结构层。