高效、宽频压电型能量收集器的设计与研制

项目名称： 高效、宽频压电型能量收集器的设计与研制

项目编号： No.51272268

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 王东

作者单位： 中国科学院上海硅酸盐研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 压电能量收集器是一种直接将环境中的振动能转变成电能的前沿技术，它可以实现小型电子装置的自助供电，是真正实现物联网应用的关键技术之一。申请人近五年的基础和应用基础研究结果证明：通过结构设计、电路设计和压电材料选择可以将环境振动能直接转化成电能来驱动低能耗电子器件，但转化效率受到收集器谐振频率和带宽的严重限制。本申请针对制约压电能量收集器转化效率的这两个关键问题，拟通过材料设计与制备工艺优化、材料振型的选择与模型计算以及对器件结构的模拟与筛选等手段，重点开展：⑴ 高性能压电材料的生长、复合和后处理工艺过程研究，制备出高压电系数、高机电耦合系数的压电振子元件；⑵能量收集器结构力学和等效电路建模研究，实现压电能量收集器的模拟设计，获取影响器件谐振频率和带宽的关键物理参数；⑶不同设计模式的压电能量收集器组装和性能表征研究，进一步修正理论模型，探明装配工艺、匹配电路、储能电路对整机性能的影响规律。

中文关键词： 压电能量收集器；低频；宽频带；PMN-PT单晶；自助供电

英文摘要：

英文关键词： piezoelectric energy harvester；low frequency；broadband；PMN-PT single crystal；self-powered