CN113224228A - 一种柔性可穿戴温差发电器 - Google Patents

Abstract

一种柔性可穿戴温差发电器，包括柔性封装框架、多个热电材料单元和液态金属导体，所述多个热电材料单元为离子型凝胶热电材料，所述多个热电材料单元分布设置在所述柔性封装框架内，所述柔性封装框架的顶面和底面分别贴合多个热电材料单元的上下两面，所述液态金属导体注入所述柔性封装框架内并连接所述多个热电材料单元，所述多个热电材料单元利用所述柔性封装框架两面的温差将热能转换为电能，所述电能通过所述液态金属导体进行传输并向外输出。该柔性可穿戴温差发电器具有体积小、输出电压大、功率大、能量转换效率高、柔性好、延展性好等优点。

Description

一种柔性可穿戴温差发电器

技术领域

本发明涉及可穿戴设备，特别是涉及一种柔性可穿戴温差发电器。

背景技术

集成电路、通信、大数据等技术的发展促进了多种可穿戴电子设备的出现，国内外可穿戴电子设备市场规模逐渐扩增。然而这类电子设备通常是由锂充电电池甚至一次性电池供电的，使用过程中需要频繁地维护和更换电源，不仅恶化了产品体验，同时提高了使用成本，还可能污染环境。

目前已经出现了多种穿戴式能量收集器件，它们试图解决可穿戴电子设备的供电问题。近年来，穿戴式太阳能收集器件、摩擦电能量收集器件、压电式能量收集器件、电磁式能量收集器件、射频能量收集器件、温差发电器等出现在了世界各地研究人员的实验室中，它们各有优缺点。这些器件可以收集人体及人体周围环境中的能量来为可穿戴电子设备供电，以避免维护和电池的更换问题。

对于人体可穿戴供能器件，通常需要有环境低依赖性、供能连续性、低噪声、寿命长、舒适性等要求。因此温差发电器非常适合用来作为可穿戴能量收集器件。人体温度通常高于环境温度，热能从人体内部流向环境中，利用温差发电技术可以将流过的热能转化为可以利用的电能。

现有的穿戴式发电器有许多种类。其中，穿戴式太阳能收集器件基于光生伏打效应，利用人体所处环境中的光照发电，独立的太阳能单元输出的电能较小，可以根据使用需求将多个太阳能单元串联、组成太阳能阵列，以获得足以驱动后端电子器件的能量。但是穿戴式太阳能电池板能量收集器件的柔性与皮肤的差距依然很大，使得穿戴者产生显著的不适感。另外，这种发电方式受制于光照强度和方向的限制，对人所处的环境有很高的要求，一旦人处于阴凉地带或者到了夜晚，此类能量收集器件将无法继续工作。穿戴式机械能收集器件将人体活动产生的机械能转化为电能，按照采用原理的不同又可以分为电磁感应式、压电式和摩擦电式。其中电磁感应是指导体放在磁通量变化的场中会产生感应电动势。而电磁式振动能量收集器就是利用电磁感应原理将人体活动时活动部件振动的能量转化为电能。这种方案中的器件有活动部件，通常体积较大且容易损坏。压电式能量收集器利用的是压电材料的压电效应。压电效应是指压电材料在受到外力作用时会在相对的表面上产生等量而相反的电荷，它可以将材料受到的间歇性压力转化为电能。可以利用的压电材料有压电单晶体、压电陶瓷、压电聚合物、压电复合材料等。例如可以将其集成在鞋垫中，人体行走时便可收集能量。穿戴式摩擦发电器中，两种表面带不同电荷的材料相互接触，当因外力作用而分离时，摩擦起电将产生电势。例如可以将其穿戴在手腕、手肘、膝盖等处，便将肢体活动的机械能转化为电能。但是穿戴式机械能收集器件需要人的身体部位不断地运动，这在某些场合是无法实现的，例如会议和睡眠中。射频能量收集对于能量源的功率和与接收点的间距有一定要求，而且射频供能的能量密度和转换效率较低。

热电能量收集(温差发电)具有无活动部件、静音、清洁、能量来源持续等优点，较为适用于可穿戴能量收集。

温差发电器的原理绝大多数是基于塞贝克效应的。热电材料的塞贝克效应可以将温差驱动的热能流动持续地转化为电能。常见的热电材料有金属型、半导体型、聚合物型、离子型等几类。金属型热电材料的塞贝克系数很小，所以在穿戴式温差发电器中比较少见。半导体、聚合物、离子型材料均可以制作柔性可穿戴温差发电器，其制作方案也大同小异。

半导体型可穿戴温差发电器采用的材料多为Bi₂Te₃或Sb₂Te₃型热电材料，它们多属于稀有金属，且材质脆硬，因此成本较高且不易穿戴。虽然半导体型材料的塞贝克系数较大、电阻较小、可以输出较大电功率，但是为了输出可用的电压值，需要将多组热电腿(正、负热电系数的单元组对)电串联、热并联。但是这种温差发电片整体呈刚性，佩戴在人体上不仅不舒适，同时接触面间存在很厚的空气层，形成了很大的热阻，导致了热能的浪费和效率的低下。于是有人考虑将热电腿尺寸缩小之后固定在柔性的聚合物基底上，以提高柔性。它是在PET基底上焊接刚性热电腿之后使用金属薄膜作为导电连接，但是这种设计依然不具有很好的柔性，并且没有延展性，当弯折过度时部件容易发生断裂失效。另外，也有人受到表链的启发，设计出“岛-链”型的柔性温差发电器。其基本思路也是将刚性热电单元嵌在铰链之间，通过导线连接导通。这种设计减小了热电材料的填充率，并且柔性较差、没有延展性。

聚合物型热电材料通常具有柔性，利用它制作的温差发电器也多半是将热电材料单元电串联、热并联，并固定(比如焊接)在聚合物基底上。但是聚合物型热电材料的塞贝克系数低、导电率低，用于可穿戴器件中效率很低。同时，这种器件无延展性，弯折也极易导致失效。

离子型穿戴式温差发电器分为液体和凝胶材料两种方案。其中液体型需要使用某种材料进行封装，由于液体流动性的限制，这种封装最终的柔性很差，同时器件也极易失效(例如发生封装解体或电极错位等)。凝胶型材料具有很好的柔性，但是其电导率较低，因此其形成的温差发电器产生的电功率较小，其制造思路依然是使用铜等金属导线将各个单元电串联、热并联，但是这样不具有延展性，器件极易脱落或失效。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术存在的缺陷，提供一种柔性可穿戴温差发电器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种柔性可穿戴温差发电器，包括柔性封装框架、多个热电材料单元和液态金属导体，所述多个热电材料单元为离子型凝胶热电材料，所述多个热电材料单元分布设置在所述柔性封装框架内，所述柔性封装框架的顶面和底面分别贴合多个热电材料单元的上下两面，所述液态金属导体注入所述柔性封装框架内并连接所述多个热电材料单元，所述多个热电材料单元利用所述柔性封装框架两面的温差将热能转换为电能，所述电能通过所述液态金属导体进行传输并向外输出。

进一步地：

所述柔性封装框架内对应于各热电材料单元形成有多个槽室以及连接所述多个槽室的连接通道，所述槽室包括下层槽腔、中层槽腔和上层槽腔，所述热电材料单元设置在所述中层槽腔内，所述液态金属导体注入在所述下层槽腔、所述上层槽腔以及所述连接通道内，其中，相连的两个槽室之间的所述连接通道的两端分别连接其中一个槽室的所述上层槽腔和其中另一个槽室的所述下层槽腔。

所述多个热电材料单元按照电串联、热并联形式连接。

所述液态金属为镓铟合金。

还包括夹在所述热电材料单元中间的柔性电极，所述柔性电极将所述热电材料单元分为隔开的至少两层热电材料结构。

所述柔性电极为碳纳米管电极或表面长有纳米线的金属电极。

所述柔性封装框架为

材料。

在所述柔性封装框架的顶面和底面中添加有适量的石墨烯纳米片及共晶镓铟合金。

所述柔性封装框架的两端分别具有卡扣公端和卡扣母端，以形成可环接在一起的可包裹式结构。

所述离子型凝胶热电材料是利用明胶或聚乙烯醇作为凝胶材料的基体，将铁氰根和亚铁氰根的热电效应与钾离子和氯离子的索雷特效应结合得到的热电材料。

所述离子型凝胶热电材料添加有SiO2纳米粒子或者炭黑纳米粒子，SiO₂纳米粒子的质量分数为1％至10％，炭黑纳米粒子的质量分数为0.5％至8％。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提出了一种基于凝胶型热电材料、液态金属和柔性封装框架的柔性可穿戴温差发电器，可以实现对人体热能的收集和转化，利用人体热量持续发电，从而为穿戴式电子设备供电。本发明的柔性可穿戴温差发电器可以克服传统方案的缺点，具有体积小、输出电压大、功率大、能量转换效率高、柔性好、延展性好等优点，连接能量管理及其它外围电路后可以驱动可穿戴电子器件，在可穿戴电子系统中具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明一种实施例的可穿戴柔性温差发电器的结构示意图。

图2为本发明一种实施例的可穿戴柔性温差发电器的内部剖面的立体视图。

图3为本发明一种实施例的柔性封装框架内部的剖面示意图。

图4为本发明一种实施例的第一制作阶段中的柔性封装框架。

图5为本发明一种实施例的第二制作阶段中的柔性封装框架。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1至图3，在一种实施例中，一种柔性可穿戴温差发电器，包括柔性封装框架1、多个热电材料单元5和液态金属导体4，所述多个热电材料单元5为离子型凝胶热电材料，所述多个热电材料单元5分布设置在所述柔性封装框架1内，所述柔性封装框架1的顶面和底面分别贴合多个热电材料单元5的上下两面，所述液态金属导体4注入所述柔性封装框架1内并连接所述多个热电材料单元5，所述多个热电材料单元5利用所述柔性封装框架1两面的温差将热能转换为电能，所述电能通过所述液态金属导体4进行传输并向外输出。较佳地，所述多个热电材料单元5在所述柔性封装框架1内呈阵列型分布。

参阅图3至图5，在优选的实施例中，所述柔性封装框架1内对应于各热电材料单元5形成有多个槽室以及连接所述多个槽室的连接通道14、16，所述槽室包括下层槽腔13、中层槽腔15和上层槽腔17、18，所述热电材料单元5设置在所述中层槽腔15内，所述液态金属导体4注入在所述下层槽腔13、所述上层槽腔17、18以及所述连接通道14、16内，其中，相连的两个槽室之间的所述连接通道14、16的两端分别连接其中一个槽室的所述上层槽腔17和其中另一个槽室的所述下层槽腔13。较佳地，各槽室为方形，各热电材料单元5相应地也为方形。

在优选的实施例中，所述多个热电材料单元5按照电串联、热并联形式连接。

在优选的实施例中，所述液态金属导体4为共晶镓铟合金。

在优选的实施例中，所述柔性可穿戴温差发电器还包括夹在所述热电材料单元5中间的柔性电极6，所述柔性电极6将所述热电材料单元5分为隔开的至少两层热电材料结构(当大于两层时对应具有两个以上的柔性电极6)。由此，一方面有利于减小单层热电材料单元的厚度，提高将两端温差转化为电压的能量转换效率，另一方面，柔性电极的存在使得热量更多地从热电材料通过，进而有利于增大能量转换效率。

首先，减小单层热电材料单元的厚度的好处在于：此处热电材料的原理是借助铁氰根离子和亚铁氰根离子这一对氧化还原对的Thermogalvanic效应以及钾离子和氯离子的索雷特效应的协同效应来将温差转化为电压的，也就是说，将热电单元放在温度梯度中后，两端的开路电压是逐渐增大并稳定下来的。而这个稳定的时间取决于材料中各种离子的迁移时间，当单元的厚度减小后，离子迁移的距离减小，则时长减小。这有利于电压差的维持和能量转换效率的提高。

其次，虽然减小热电单元的厚度有好处，但是坏处在于当热电单元厚度太小时，其两端的温差不易维持，于是输出的电压差就会很小。将热量从人体内流动到环境中的过程类比成电流从电路中电势高的地方流动到电势低的地方，其中人体内温度和环境温度(假设为室温)之间的差值是一定的，也就是说在这个热量流动路径上，热阻大的地方分到的温差就会更大。在路径中，有人体肌肉组织的热阻、皮肤与弹性体(如Ecoflex)接触热阻、弹性体的热阻、液态金属的热阻、热电材料单元的热阻、空气与弹性体接触热阻。这些热阻都会分到一定的温差，我们希望热电材料单元分到的温差是最大的，如此才能产生更大的电压差。所以热电材料单元的厚度不能太薄。在本优选实施例中，通过柔性电极6将两层热电材料单元间隔开，这样相当于让更多的温差加载在热电材料上。

本实施例温差发电器在水平方向上，相当于是将热电材料的功能单元嵌合在起到封装作用的弹性体中，同样将热量从人体内部经过温差发电器流到环境中的路径类比成电流在电路中的流动，那么热电材料单元和弹性体(隔断材料)的热阻就相当于并联的电阻，我们希望弹性体的热阻尽量大，而热电单元的热阻尽量小，这样才会有更多的热量经过热电单元被转换为电能，从而提升效率。

设置至少两层分隔开的热电凝胶材料单元，减小单层凝胶厚度的同时增大整体单元(多层)的整体厚度，由于热电单元(多层的整体)整体厚度越大，它旁边的不包含热电凝胶的弹性材料就越厚(或称隔断材料)，热阻就越大，相当于并联的“电阻”越大(在热流通路中，不包含热电凝胶单元的弹性体的热阻和包含热电凝胶单元的热阻是并联关系)，所以更多的热流会从它旁边的、包含热电凝胶材料的通道流过，进而提升有效能量转化效率。其中，增大整体单元的厚度又有两个好处：1、增大多层热电凝胶单元(整体单元)(这也是实现温差发电的核心部分)两端分到的温差(类比两端恒压的串联电路理解)；2、减小通过单纯弹性体隔断的热量(这部分热量没有得到利用)，而增大通过含有“多层单元”部分的热量(这部分热量被利用了)(类比两端恒压的并联电路理解)。

需注意的是，这里并不是单纯的“热并联、电串联”，而是“电串联、热串-并联”。

在更优选的实施例中，所述柔性电极为碳纳米管电极(巴基纸电极)或表面长有纳米线的高比表面积金属电极。

在优选的实施例中，所述柔性封装框架1为弹性聚合物，更优选为

材料。

在优选的实施例中，在所述柔性封装框架1的顶面和底面中添加有适量的石墨烯纳米片及共晶镓铟合金。由此，可以有效地提高柔性封装框架1上下两面的导热性，从而提高温差发电器发电的效率。

在一个具体的优选实施例中，在未固化的

液体中掺入体积分数为10％至60％的共晶镓铟合金，石墨烯纳米片占总质量的质量分数为2％至15％。

在优选的实施例中，所述柔性封装框架1的两端分别具有卡扣公端2和卡扣母端3，形成可环接在一起的可包裹式结构。

在优选的实施例中，所述离子型凝胶热电材料是利用明胶或聚乙烯醇作为凝胶材料的基体，将铁氰根和亚铁氰根的热电效应与钾离子和氯离子的索雷特效应结合得到的热电材料。

在更优选的实施例中，所述离子型凝胶热电材料添加有SiO2纳米粒子或者炭黑纳米粒子，SiO₂纳米粒子的质量分数为1％至10％，炭黑纳米粒子的质量分数为0.5％至8％。

本发明实施例的柔性可穿戴温差发电器体积小，可以静音地将人体的热能转化为电子器件使用的电能，对人体所处环境的光照及人体活动情况没有要求。其次，相比于一般的温差发电器，其输出的电压更大，其具有真正意义上的柔性以及拉伸性，并且其制备方法更简单、成本更低，其佩戴更为舒适和美观。总之，本发明在可穿戴电子设备供能领域具有广阔的应用前景。

以下进一步举例描述本发明具体实施例。

可穿戴温差发电器的总体结构如图1所示，包括：由

制作的柔性封装框架1，由

制作的卡扣公端2，由

制作的卡扣母端3，液态金属导体4(例如镓铟合金)，离子型凝胶热电材料5，柔性电极6，例如巴基纸电极(碳纳米管电极)，还可以替换为表面长有纳米线的高比表面积金属电极。该可穿戴温差发电器可佩戴(包裹)在人体手臂上。

热电材料单元5采用离子型凝胶热电材料，其是可以将两侧温差转化为电压的柔性热电材料。热电材料的能量转换效率与厚度有关，厚度过厚则充电时间过长且电阻较大，使得效率低。优选实施例对传统封装进行改进，在热电材料单元5中间嵌入柔性电极6，将较厚的热电材料单元5从中间分开，如此不仅减小了单个热电单元的厚度，而且柔性电极的存在使得热量更多地从热电材料通过，进而有利于增大能量转换效率。另外，还将热电单元的数量加倍，从而能输出更大的电压。柔性封装框架1(包括卡扣公端2和卡扣母端3)均为弹性材料

它的杨氏模量与皮肤相近，触感柔软亲肤且具有一定的生物相容性，很适合用作可穿戴柔性器件及与皮肤的接触。柔性封装框架1用作热电材料、电极、液态金属连接的封装框架，以防止热电材料的失水、被污染，防止液态金属的溢出，还防止了电极的错位。卡扣公端2和卡扣母端3可以将温差发电器固定在手臂上，同时不会限制人体的活动。液态金属导体4使用低蒸发及低毒性的镓铟合金来作为串联单元的导电连接。这种连接是全柔性的，不仅在器件弯折时保持与流道的共形，而且在大拉伸导致连接断开后依然能复原电连接，因此大大提升了温差发电器的可靠性、灵活性及使用寿命。6也起到导电连接的作用，同时增大了电流密度。

可穿戴温差发电器的制作

示例性的制作方法包括制作模具、配制

液体、浇注成型、连接等步骤。模具可以使用聚四氟乙烯这类低表面摩擦系数的材料，以使成型的

更易取出且不易破损。其中模具与

框架之间的关系是互补的，依据最终框架的形状和结构反向制作聚四氟乙烯模具。

如图2所示，在通过模具成型

框架之后，可嵌入热电材料单元、电极和液态金属。参见图1和图2，热电材料单元5具体包括下层离子型凝胶热电材料8和上层离子型凝胶热电材料9。液态金属导体4具体包括连接沟道内液态金属导体11与底层液态金属导体12。

框架的整体剖面图如图3所示。

优选地，

框架可分为两个部分来成型，并分作两个阶段使用。

如图4所示，成型好的

框架的第一部分并没有最上层的覆盖，该部分对应于图3中的虚线A-A以下的部分。

第一阶段，在位于

框架的第一部分中的下层槽腔13和连接通道14内注入液态金属，然后将预先制备好的夹有柔性电极的双层热电材料单元嵌在

框架的第一部分中的中层槽腔15内。第二阶段，将成型好

框架的第二部分(即图3中的虚线A-A和B-B之间的部分)粘接在

框架的第一部分上，如图5所示。接着在连接通道16以及上层槽腔17、18的位置注满液态金属。最后在最上层粘接一薄层

完成封顶。

热电材料采用离子型凝胶热电材料。离子型凝胶热电材料的塞贝克系数(严格来说，离子型热电材料的开路电压-温差间的系数并不能称为塞贝克系数，它们的物理原理并不相同，但是为了便于描述和比较，大部分研究人员还是将其称为塞贝克系数)较大，因此有利于减少发电需要的单元数量。而且凝胶型材料具有柔性，非常适合与皮肤共形贴合。为了解决这种材料的电导率较小，输出的功率较小，能量转化效率较低的问题，优选实施例的离子型凝胶热电材料由如下改进方式得到：先利用明胶或聚乙烯醇作为凝胶材料的基体，然后将铁氰根和亚铁氰根的热电效应(Thermogalvanic Effect)与钾离子和氯离子的索雷特效应结合，从而产生大的塞贝克系数。更优选地，在其中添加的SiO₂纳米粒子或者炭黑纳米粒子，由此可以增强热电材料的导电性，从而增大材料的输出功率和能量转化效率。其中，SiO₂纳米粒子的质量分数为1％至10％，炭黑纳米粒子的质量分数为0.5％至8％

温差发电器中最顶层和最下层的

薄层起到与人体皮肤及空气交换热量的作用，为了充分利用人体与环境的温差，提高发电的效率，优选实施例中，在制备最顶层和最底层的

薄层时，在其中混合适量的石墨烯纳米片及共晶镓铟合金，能够有效地减小热阻，提高弹性材料的导热性。可在未固化的

液体中掺入体积分数为10％至60％的共晶镓铟合金，之后使用行星混合器将两种材料混合、分散；石墨烯纳米片的质量分数则为2％至15％，混合方式与前面一样。

在整体的可穿戴柔性温差发电器制备完成后，可以在其两端连接能量收集及管理电路进行能量的存储和管理。

本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，包括柔性封装框架、多个热电材料单元和液态金属导体，所述多个热电材料单元为离子型凝胶热电材料，所述多个热电材料单元分布设置在所述柔性封装框架内，所述柔性封装框架的顶面和底面分别贴合多个热电材料单元的上下两面，所述液态金属导体注入所述柔性封装框架内并连接所述多个热电材料单元，所述多个热电材料单元利用所述柔性封装框架两面的温差将热能转换为电能，所述电能通过所述液态金属导体进行传输并向外输出。

2.如权利要求1所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，所述柔性封装框架内对应于各热电材料单元形成有多个槽室以及连接所述多个槽室的连接通道，所述槽室包括下层槽腔、中层槽腔和上层槽腔，所述热电材料单元设置在所述中层槽腔内，所述液态金属导体注入在所述下层槽腔、所述上层槽腔以及所述连接通道内，其中，相连的两个槽室之间的所述连接通道的两端分别连接其中一个槽室的所述上层槽腔和其中另一个槽室的所述下层槽腔。

3.如权利要求1或2所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，所述多个热电材料单元按照电串联、热并联形式连接。

4.如权利要求1至3任一项所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，所述液态金属为镓铟合金。

5.如权利要求1至4任一项所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，还包括夹在所述热电材料单元中间的柔性电极，所述柔性电极将所述热电材料单元分为隔开的至少两层热电材料结构。

6.如权利要求5所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，所述柔性电极为碳纳米管电极或表面长有纳米线的金属电极。

7.如权利要求1至6任一项所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，所述柔性封装框架为

材料，优选地，在所述柔性封装框架的顶面和底面中添加有适量的石墨烯纳米片及共晶镓铟合金。

8.如权利要求1至7任一项所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，所述柔性封装框架的两端分别具有卡扣公端和卡扣母端，形成可环接在一起的可包裹式结构。

9.如权利要求1至8任一项所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，所述离子型凝胶热电材料是利用明胶或聚乙烯醇作为凝胶材料的基体，将铁氰根和亚铁氰根的热电效应与钾离子和氯离子的索雷特效应结合得到的热电材料。

10.如权利要求9所述柔性可穿戴温差发电器，其特征在于，所述离子型凝胶热电材料添加有SiO₂纳米粒子或者炭黑纳米粒子，SiO₂纳米粒子的质量分数为1％至10％，炭黑纳米粒子的质量分数为0.5％至8％。

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