CN106469996A - 一种复合型纳米发电机及可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纳米发电技术领域，公开了一种复合型纳米发电机及可穿戴设备，该复合型纳米发电机包括：磁电发电机，设置在支撑盒内部，用于在外力作用下基于磁电效应产生磁电信号；以及摩擦纳米发电机，固定在所述支撑盒的外表面，且包括可形变部分和固定部分，用于在外力作用下使所述可形变部分发生形变，从而与所述固定部分接触或分离，产生摩擦电信号。所述可穿戴设备包括该复合型纳米发电机。本发明利用摩擦效应与磁电效应的耦合以及接触分离式的元器件结构设计，提出了一种磁电摩擦复合型纳米发电机，提高了纳米发电机的电信号输出，可以将手腕运动等产生的机械能转化成为电能，用于驱动小型可穿戴设备，方便人们的生活。

Description

一种复合型纳米发电机及可穿戴设备

技术领域

本发明涉及纳米发电技术领域，具体地，涉及一种复合型纳米发电机及可穿戴设备。

背景技术

目前，由于机械能在生产生活中的广泛应用，利用新兴的技术来收集机械能从而驱动日常生活中的电子设备也越来越受到重视，其中，磁电和压电技术的出现使得传统的机械能收集更为有效。比如，2012年，基于摩擦起电和静电感应耦合技术制成的摩擦纳米发电机在收集滑动、转动等机械运动过程中产生的能量占据着重要的地位，另外，单电极摩擦纳米发电机的发明减少了器件工作过程中的能量损耗。

虽然基于压电效应、热电效应、摩擦效应、磁电效应等制成的纳米发电机都被证明能够有效地收集机械能，但是目前所需要研究的关键问题之一是如何从机械运动中获得更多的电能。单一效应来收集机械能显然是很有限的，其中，基于压电效应的纳米发电机，输出电量大，但是其输出电压不高且尺寸较大；基于摩擦效应的发电机，输出电压高，但是输出电流较小；基于电磁效应的发电机，相应速度慢，输出电压小。复合型纳米发电机的出现通过互补的方式来弥补单一发电机的不足，大大增加了电能的输出。比如，中国专利《接触摩擦式纳米发电机》(CN201420683966)公开了包括第一摩擦单元、第二摩擦单元和移动部件的新型接触式摩擦纳米发电机，能够有效地收集周围环境中相对滑动的机械能。再比如，中国专利《一种磁力驱动的纳米发电机》(CN201210122454.7)公开了在至少一个基片上有两个相互绝缘的电极，在两个相互绝缘的电极上设置至少一条线状的压电材料一端，其中两个相互绝缘的电极分别处于线状压电材料与基片面平行的轴面的上方和下方，线状压电材料的另一端外伸于基片之外，并在线状压电材料的外伸端点处固定设有一个用磁性材料构成的微小颗粒，在这个微小颗粒外的附近设置有一个磁场强度可周期改变的磁场，从而来产生电能。

在此基础上，本发明利用摩擦效应与磁电效应的耦合，设计了一种新型的复合型纳米发电机。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合型纳米发电机及应用该复合型纳米发电机的可穿戴设备，该复合型纳米发电机用于利用摩擦效应和磁电效应实现较大的电信号输出，以驱动可穿戴设备。

为了实现上述目的，本发明提供一种复合型纳米发电机，包括：磁电发电机，设置在支撑盒内部，用于在外力作用下基于磁电效应产生磁电信号；以及摩擦纳米发电机，固定在所述支撑盒的外表面，且包括可形变部分和固定部分，用于在外力作用下使所述可形变部分发生形变，从而与所述固定部分接触或分离，产生摩擦电信号。

优选地，所述磁电发电机包括：固定在所述支撑盒的内表面的至少一个线圈；以及设置在所述线圈形成的空间中的可自由运动的磁铁。

优选地，所述磁铁为球形或方形。

优选地，所述磁铁为球形，且所述线圈的数量为六个，分别固定在所述支撑盒六个方向的内表面上，且固定在上、下两个面的线圈为圆形线圈，固定在周围四个面的线圈为椭圆形线圈。

优选地，所述磁铁为方形，且所述线圈的数量为四个，两两固定在所述支撑盒的上、下内表面，且固定上内表面的线圈与其对应的固定在下内表面的线圈呈十字交叉放置。

优选地，所述线圈匝数大于2000匝。

优选地，所述可形变部分固定在所述支撑盒侧面的外表面上；所述固定部分固定在所述支撑盒的底面的外表面上。

优选地，所述可形变部分包括：第一摩擦材料层，该第一摩擦材料层的摩擦材料为柔性材料；以及设置在所述第一摩擦材料层下方的第一导电层。

优选地，所述第一摩擦材料层的摩擦材料为以下柔性材料中的一者或多者：聚四氟乙烯，聚酰亚胺，聚甲醛，聚酰胺，聚乙二醇丁二酸酯，聚己二酸乙二醇酯，纤维素，再生纤维海绵，苯乙烯丙烯共聚物，人造纤维，聚甲基，聚乙烯醇，聚酯，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，天然橡胶，聚碳酸酯，聚氯醚，液晶高分子聚合物和聚氨酯柔性海绵。

优选地，所述固定部分包括：第二导电层；以及设置在所述第二导电层下方的第二摩擦材料层，该第二摩擦材料层与所述第一摩擦材料层在外力作用下发生接触或分离；其中，所述第一摩擦材料层和第二摩擦材料层的摩擦材料之间有摩擦电序列差。

优选地，所述第二摩擦材料层的材料为绝缘材料，优选为PDMS-PVB材料。

优选地，在所述可变形部分的第一导电层下方设置第一缓冲层；和/或，在所述固定部分的第二导电层上方设置第二缓冲层。

优选地，所述第二摩擦材料层为带状结构。

优选地，所述第一摩擦材料层和所述第二摩擦材料层的摩擦材料表面具有纳米结构。

优选地，所述复合型纳米发电机还包括：输出电路，其连接所述磁电发电机和所述摩擦纳米发电机的输出端，用于分别输出所述磁电发电机和所述摩擦纳米发电机产生的磁电信号和摩擦电信号。

本发明还提供了一种可穿戴设备，包括上述的复合型纳米发电机。

优选地，所述可穿戴设备为智能手表，且所述固定部分制成带状结构，作为该智能手表的表带，以使所述复合型纳米发电机将手腕运动产生的机械能转化成电能。

通过上述技术方案，本发明的技术效果是：

1、本发明利用摩擦效应与磁电效应的耦合以及接触分离式的元器件结构设计，提出了一种磁电摩擦复合型纳米发电机，该复合型纳米发电机运动便捷，且提高了纳米发电机的电信号输出，可以将手腕的运动等产生的机械能转化成为电能，用于驱动小型可穿戴设备，方便人们的生活。

2、本发明结合智能手表的结构和实用性优化了纳米发电机性能，首次提出了一种利用磁电摩擦复合型纳米发电机进行自驱动的智能手表。

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(a)是本发明的实施例一中复合型纳米发电机的结构的正视图。

图1(b)是本发明的实施例一中复合型纳米发电机的结构的俯视图。

图2(a)是本发明的实施例二中复合型纳米发电机的结构的正视图。

图2(b)是本发明的实施例二中复合型纳米发电机的结构的俯视图。

图2(c)是本发明的实施例二中复合型纳米发电机的结构的仰视图。

图3(a)是本发明的实施例中的摩擦纳米发电机的输出电流波形图。

图3(b)是本发明的实施例中的摩擦纳米发电机的输出电压波形图。

图4(a)是本发明的实施例一中的磁电发电机的单个圆形线圈的输出电流电压的柱形图。

图4(b)是本发明的实施例一中的磁电发电机的单个椭圆形线圈的输出电流电压的柱形图。

图5是本发明的实施例二中的磁电发电机的单个线圈的输出电流电压的柱形图。

附图标记说明

A1 第一摩擦材料层 A2 第一导电层

A3 第一缓冲层 A4 第二缓冲层

A5 第二导电层 A6 第二摩擦材料层

B1-B6 线圈 C 磁铁

D 支撑盒

具体实施方式

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。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、前、后”通常是指相应轮廓的上、下、左、右、前和后，“内、外”是指相应轮廓的内和外，仅是参考附图中轮廓的方向。因此，本发明中使用的方位词并不限定本发明的保护范围。

实施例一

本实施例提供了一种复合型纳米发电机，包括：磁电发电机，设置在支撑盒内部，用于在外力作用下基于磁电效应产生磁电信号；以及摩擦纳米发电机，固定在所述支撑盒的外表面，且包括可形变部分和固定部分，用于在外力作用下使所述可形变部分发生形变，从而与所述固定部分接触或分离，产生摩擦电信号。

本实施例的复合型纳米发电机将磁电发电机与摩擦纳米发电机相结合，结构简单，提高了纳米发电机的电信号输出。

一、摩擦纳米发电机

所述摩擦纳米发电机为接触分离式元器件结构，其通过可形变部分与固定部分的接触-分离产生摩擦电信号。

如图1(a)及图1(b)所示，所述可形变部分包括：第一摩擦材料层A1，且该第一摩擦材料层A1的摩擦材料为柔性材料；设置在所述第一摩擦材料层A1下方的第一导电层A2；以及设置在所述第一导电层A2下方的第一缓冲层A3。

所述固定部分则包括：第二缓冲层A4；设置在所述第二缓冲层A4下方的第二导电层A5；以及设置在所述第二导电层A5下方的第二摩擦材料层A6，该第二摩擦材料层A6与所述第一摩擦材料层A1在外力作用下发生接触或分离。

其中，所述第一摩擦材料层A1和第二摩擦材料层A6的摩擦材料之间有摩擦电序列差，以更好地保证两者发生接触或分离时，能够产生摩擦电信号。二者均优选为绝缘材料，特别是有机物绝缘材料。

所述第一摩擦材料层A1是所述可形变部分的重要组成，其为柔性材料，以便于能在外力作用下发生形变。具体地，所述第一摩擦材料层A1可以是以下柔性材料中的一者或多者：聚四氟乙烯，聚酰亚胺，聚甲醛，聚酰胺，聚乙二醇丁二酸酯，聚己二酸乙二醇酯，纤维素，再生纤维海绵，苯乙烯丙烯共聚物，人造纤维，聚甲基，聚乙烯醇，聚酯，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，天然橡胶，聚碳酸酯，聚氯醚，液晶高分子聚合物和聚氨酯柔性海绵。

所述第二摩擦材料层A6的材料也可以为上述绝缘材料，优选为PDMS-PVB，该PDMS-PVB易于制成带状结构，而当本实施例的复合型摩擦发电机用于为智能手表等供电时，带状结构的第二摩擦材料层A6可直接作为智能手表的表带，便于复合型摩擦发电机获得手腕运动产生的机械能。

优选地，所述第一摩擦材料层A1和所述第二摩擦材料层的A6摩擦材料表面具有纳米结构，该纳米结构可以是由纳米材料制成的修饰或者涂层，且可通过静电纺丝的方法制作。例如，只有摩擦层A6表面有纳米结构，具体为将PVB(Polyvinyl Butyral，聚乙烯醇缩丁醛)静电纺丝，然后在所得材料表面涂PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)，以保证PVB纳米线不会掉落，形成PDMS-PVB材料，其中，在装配过程中，PVB纳米线一侧是朝下作为摩擦层A6的纳米结构。

本实施例中，所述第一导电层A2和所述第二导电层A5由含有金、银、铝、铂、铜中的一者或多者的任意比例合金制成。导电层可以通过磁控溅射、蒸镀和印刷打印技术来制作，但是为了组装时工艺简单，成本低廉，也可以直接选用金属Al、Cu箔等作为导电层。从两个导电层引出导线，就形成了摩擦纳米发电机的输出端。

此外，所述第一缓冲层A3和所述第二缓冲层A4的材料为柔性或者弹性材料，优选为为Kapton，该Kapton材料为本领域的常用材料，这里不再多述。需说明的是，设置第一缓冲层和第二缓冲层是优选的设计，在其他实施例中也可以不设置缓冲层，或者仅设置一个缓冲层。

二、磁电发电机

本实施例的磁电发电机包括：固定在所述支撑盒的内表面的至少一个线圈；以及设置在所述线圈形成的空间中的可自由运动的磁铁。

如图1(a)及图1(b)所示，本实施例的磁铁C优选为球形，且线圈共有六个，即线圈B1-B6，分别固定在所述支撑盒D的六个面，且固定在上、下两个面的线圈B1和B2为圆形线圈，固定在周围四个面的线圈B3、B4、B5和B6为椭圆形线圈。每个线圈的两端分别与导线连接，构成了磁电发电机的输出端。

所述磁电发电机的安装需要与所述摩擦纳米发电机相配合，以保证线圈和磁铁的位置相对应，以产生电磁效应。优选地，所述摩擦纳米发电机的可形变部分固定在所述支撑盒侧面的外表面上，以使所述磁铁处于所述可形变部分的上方位置；所述摩擦纳米发电机的固定部分固定在所述支撑盒的底面的外表面上，以使所述线圈处于在所述固定部分的上方位置。这样的优选设计能够保证磁铁与线圈处于最佳的对应位置，有助于获得最大的磁电信号。

另外，所述磁铁与线圈的尺寸要匹配合适，以使得线圈能够更有效地切割磁感线，输出最大的电流。优选地，本实施例中，所述磁电发电机的线圈要大于2000匝。

另外，本实施例的复合型纳米发电机还应包括有输出电路，该输出电路连接所述磁电发电机和所述摩擦纳米发电机的输出端，用于分别输出所述磁电发电机和所述摩擦纳米发电机产生的磁电信号和摩擦电信号。输出电路为本领域的一种常规电路，因此本实施方式不对其结构进行具体描述。

实施例二

实施例二也提供了一种复合型纳米发电机，其相对于实施例一，主要区别在于磁电发电机的结构，而摩擦纳米发电机部分与其它相关部件与实施例一相同。

在实施例二中，所述磁电发电机也包括：固定在所述支撑盒的内表面的至少一个线圈；以及设置在所述线圈形成的空间中的可自由运动的磁铁。但是，不同实施例一，如图2(a)-图2(c)所示，实施例二的磁铁C优选为方形磁铁，且共有四个椭圆形线圈B1-B4，该四个椭圆形线圈沿所述支撑盒的上、下两个面两两设置，且设置上内表面的线圈B1和B2与其对应的设置在下内表面的线圈B3和B4呈十字交叉放置。这种结构的磁电发电机，周围四个面没有线圈，实现了磁电发电机厚度的优化，而内部磁铁由球形替换成方形的片状磁铁，进一步适应于厚度的改进。

需说明的是，上述两个实施例的磁电发电机的磁铁形状、线圈数量及布局均存在不同，但是本发明并不只限制于这两种结构的磁电发电机，本领域的技术人员可根据应用实践，合理地调整磁铁形状、线圈数量及线圈布局。

上述两个实施例的复合型纳米发电机利用摩擦效应与磁电效应的耦合以及接触分离式的元器件结构设计，可将手腕等运动产生的机械能转化成电能，用于驱动小型移动电子设备。因此，该复合型纳米发电机适用于智能手表等可穿戴设备，可作为所述可穿戴设备的供电装置。比如，当所述可穿戴设备为智能手表时，可将摩擦纳米发电机的固定部分制成带状，作为该智能手表的表带，以使所述复合型纳米发电机将手腕运动产生的机械能转化成电能，并向智能手表供电，实现智能手表的自驱动。

在实现智能手表自驱动的具体应用中，上述实施例的复合型纳米发电机的PDMS-PVB带固定在手腕上，手腕进行运动，一方面，由于摩擦纳米发电机的可形变部分在外力作用下可以发生形变，导致两个摩擦材料层不断接触分离，根据摩擦效应，由于两侧摩擦材料层的材料的摩擦系数不同，将在两个摩擦材料层的摩擦面上产生不同的电荷，进而经由输出电路对外输出摩擦电信号；另一方面，由于磁电发电机的磁铁在亚克力板制成的支撑盒内可自由运动，当复合型纳米发电机随着手腕震荡时，磁铁会发生运动，根据磁电效应，穿过线圈的磁通量会发生变化，进而在线圈两端产生电位差，实现对外输出。因此，对于摩擦纳米发电机，只要将PDMS-PVB带固定，通过外力使器件进行运动，就会持续对外输出电信号，实现器件的自驱动。

下面进一步介绍上述两个实施例中复合型纳米发电机的制作方法。

对于图1(a)及图1(b)所示的实施例一的复合型纳米发电机，其制作过程主要包括以下步骤：

1)支撑盒制作及磁铁放置：分别切割两个长30mm*宽30mm*厚1mm和四个长30mm*宽15.4mm*厚1mm的亚克力板，并将它们粘贴起来作为放置磁铁的支撑盒，封装之前在里面放上直径为11mm的球形磁铁。

2)线圈安装：再分别切割两块长30mm*宽30mm*厚3mm和八块长30mm*宽3.84mm*厚2mm的亚克力板(其中有四块上面分别有一个长3mm*宽2mm的孔)，将其粘起来并用双面胶在凹槽中固定圆形线圈，固定在支撑盒的上下两个面上；再分别切割四块长30mm*宽15.4mm*厚3mm、八块长30mm*宽4mm*厚2mm(分别有两个长3mm*宽2mm的孔)和八块长15.4mm*宽4mm*厚2mm的亚克力板将其粘起来并用双面胶在凹槽中固定椭圆形线圈，固定在支撑盒的周围四个面上。

3)摩擦纳米发电机的制作：在支撑盒的底部的面上自上而下分别贴上长30mm*宽30mm*厚0.1mm的kapton、长30mm*宽30mm的Cu金属层和长180mm*宽30mm的PDMS-PVB层(PVB一面朝下)，形成摩擦纳米发电机的固定部分；再分别裁一块长75mm*宽30mm的尼龙膜、Cu金属层和kapton，用双面胶固定在一起，再用胶带固定在支撑盒上，形成摩擦纳米发电机的可形变部分，其中，是将长边两端分别取3.5mm固定在支撑盒的两个侧面以达到固定可形变部分。

按上述步骤制作完成后，当可形变部分受到外力发生形变，与摩擦纳米发电机的固定部分接触分离，产生摩擦电信号，支撑盒里的球形磁铁发生运动时封装在亚克力板之间的线圈会切割磁感线，从而产生摩擦电信号和磁电信号。

对于图2(a)-图2(c)所示的实施例二的复合型纳米发电机，摩擦纳米发电机部件与图1所示的器件完全相同，对于磁电发电机则进行了改进，从而减少了器件的厚度。其磁电发电机的制作步骤主要包括：

1)支撑盒制作及磁铁放置：分别切割两个长37.9mm*宽37.9mm*厚1mm和四个长37.9mm*宽2.2mm*厚1mm的亚克力板，并将它们粘贴起来作为放置磁铁的支撑盒，封装之前在里面放上直径为长15mm*宽15mm*厚3mm的方形磁铁。对比实施例一，可知此处的四个长37.9mm*宽2.2mm*厚1mm的亚克力板相对于实施例一的四个长30mm*宽15.4mm*厚1mm的亚克力板，宽度上有明显减小，这是因为实施例二不需要在支撑盒的周围四个面安装线圈。因此，实施例二实现了磁电发电机厚度的优化。

2)线圈安装：再分别切割两块长37.9mm*宽37.9mm*厚3mm和八块长37.9mm*宽2.6mm*厚2mm的亚克力板(其中有四块上面分别有两个长3mm*宽2mm的孔)，将其粘起来并用双面胶在每个凹槽中并排固定两个椭圆形线圈，固定在支撑盒的上下两个面上，并确保上下两个面的磁铁呈十字交叉放置。

制作完成后，可对上述制作的复合型纳米发电机的输出性能进行测试。两个实施例中的摩擦纳米发电机结构相同，因此对于摩擦纳米发电机，分别使用Stanford Research System生产的SR570和Keithely生产的6514测量第一导电层A2和第二导电层A5间的电流输出和电压输出，结果分别如图3(a)和图3(b)所示。对于磁电发电机，将器件分别沿X方向和Z方向往返运动，使用Keithely生产的6514分别测量圆形线圈和椭圆形线圈电流和电压输出，测试实施例一的复合型纳米发电机的结果分别如图4(a)和图4(b)所示，测试实施例二的复合型纳米发电机的结果如图5所示。其中，对于图1所示的器件，将器件分别沿X方向和Z方向往返运动，图4(a)是两侧椭圆形线圈的输出电流电压的柱形图，图4(b)是上下两面的圆形线圈的输出电流电压的柱形图，对于图2所示的器件，将器件沿X方向往返运动，图5是上下两个面的椭圆形线圈的输出电流电压的柱形图。

复合型纳米发电机制成之后，结合上述的对智能手表进行自驱动的原理，对复合型纳米发电机的每一部分的信号输出进行整流再并联，并连接100μF的电容，利用电容实现电量的存储，最后接上智能手表，即制成自驱动智能手表。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施例，但是，本发明并不限于上述实施例中的具体细节，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。比如，将实施例一磁铁变为方形磁铁、减少实施例一中的线圈数量等。

另外需要说明的是，在上述具体实施例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例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 (17)

1.一种复合型纳米发电机，其特征在于，包括：

磁电发电机，设置在支撑盒内部，用于在外力作用下基于磁电效应产生磁电信号；以及

摩擦纳米发电机，固定在所述支撑盒的外表面，且包括可形变部分和固定部分，用于在外力作用下使所述可形变部分发生形变，从而与所述固定部分接触或分离，产生摩擦电信号。

2.根据权利要求1所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述磁电发电机包括：

固定在所述支撑盒的内表面的至少一个线圈；以及

设置在所述线圈形成的空间中的可自由运动的磁铁。

3.根据权利要求2所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述磁铁为球形或方形。

4.根据权利要求3所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述磁铁为球形，且所述线圈的数量为六个，分别固定在所述支撑盒六个方向的内表面上，且固定在上、下两个面的线圈为圆形线圈，固定在周围四个面的线圈为椭圆形线圈。

5.根据权利要求3所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述磁铁为方形，且所述线圈的数量为四个，两两固定在所述支撑盒的上、下内表面，且固定在上内表面的线圈与其对应的固定在下内表面的线圈呈十字交叉放置。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述线圈匝数大于2000匝。

7.根据权利要求1所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述可形变部分固定在所述支撑盒侧面的外表面上；所述固定部分固定在所述支撑盒的底面的外表面上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述可形变部分包括：

第一摩擦材料层，该第一摩擦材料层的摩擦材料为柔性材料；以及

设置在所述第一摩擦材料层下方的第一导电层。

9.根据权利要求8所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述第一摩擦材料层的摩擦材料为以下柔性材料中的一者或多者：聚四氟乙烯，聚酰亚胺，聚甲醛，聚酰胺，聚乙二醇丁二酸酯，聚己二酸乙二醇酯，纤维素，再生纤维海绵，苯乙烯丙烯共聚物，人造纤维，聚甲基，聚乙烯醇，聚酯，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，天然橡胶，聚碳酸酯，聚氯醚，液晶高分子聚合物和聚氨酯柔性海绵。

10.根据权利要求8所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述固定部分包括：

第二导电层；以及

设置在所述第二导电层下方的第二摩擦材料层，该第二摩擦材料层与所述第一摩擦材料层在外力作用下发生接触或分离；

其中，所述第一摩擦材料层和第二摩擦材料层的摩擦材料之间有摩擦电序列差。

11.根据权利要求10所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述第二摩擦材料层的材料为绝缘材料，优选为PDMS-PVB材料。

12.根据权利要求8-11任一项所述的复合型纳米发电机，其特征在于，在所述可变形部分的第一导电层下方设置第一缓冲层；

和/或，在所述固定部分的第二导电层上方设置第二缓冲层。

13.根据权利要求10或11所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述第二摩擦材料层为带状结构。

14.根据权利要求10或11所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述第一摩擦材料层和所述第二摩擦材料层的摩擦材料表面具有纳米结构。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的复合型纳米发电机，其特征在于，所述复合型纳米发电机还包括：

输出电路，其连接所述磁电发电机和所述摩擦纳米发电机的输出端，用于分别输出所述磁电发电机和所述摩擦纳米发电机产生的磁电信号和摩擦电信号。

16.一种可穿戴设备，其特征在于，包括权利要求1至15中任一项所述的复合型纳米发电机。

17.根据权利要求16所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备为智能手表，且所述固定部分制成带状结构，作为该智能手表的表带，以使所述复合型纳米发电机将手腕运动产生的机械能转化成电能。