导电聚合物水凝胶及其制备方法、产电器件与流程

1.本发明涉及功能材料技术领域，具体涉及一种导电聚合物水凝胶及其制备方法、产电器件。


背景技术：

2.随着能源危机的到来和环境污染问题的日益严峻，绿色、清洁能源的开发和利用成为国内外学者的研究热点。将广泛存在于自然界中的，但无法直接利用的能源(如太阳能、废热能、浓差能等)转化为可直接应用的电能将产生巨大的经济和社会效益。目前，太阳能电池和热电模块等功能器件被相应开发出来，从自然界中获取相应能量，并转换为电能。然而，这类器件的广泛使用受限于环境约束。
3.相较于其他物质，水与水蒸气更加常见且受环境约束较少。例如，利用海水与淡水的盐分差，通过选择性离子透过膜的渗透作用获取电能。利用水或盐水溶液在碳纳米管泡沫表面方向性流动从而获得电能。还可以通过从水蒸气与富含离子液体的高分子膜表面作用获得电能。但上述方法一般受限于溶液的流动，且无法实现产电量调控，可使用次数低、时长短，且所用材料比较昂贵，或者存在水溶液泄露的问题，不适用于大规模制备与广泛应用。
4.导电聚合物水凝胶具有交联的三维网络结构，具有较大的吸液保液性能和模塑性，可不依靠表面活性剂或模板而铸成薄膜等任意所需的形状，适用于制备体积小、质量轻、便于携带的新型产能器件。然而，目前导电聚合物水凝胶机械强度较低，可选用的材料非常有限，因此，迫切需要开发一种高强度新的材料体系用于构建绿色安全、产电量可调控、使用次数多、使用时间长的高性能产电器件。
5.需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它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。


技术实现要素：

6.本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种导电聚合物水凝胶及其制备方法、以及应用该导电聚合物水凝胶的产电器件，以解决现有产品器件无法实现产电量调控、成本高或者存在水溶液泄露等问题。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.本发明提供一种导电聚合物水凝胶的制备方法，包括：将水凝胶前驱体与短链纤维素混合，加热搅拌后得到混合液；混合液进行冷冻-回温循环处理，得到水凝胶；及将水凝胶置于盐溶液中浸泡处理，得到导电聚合物水凝胶。
9.根据本发明的一个实施方式，水凝胶前驱体选自聚乙烯醇及其衍生物中的一种或多种，所述衍生物包括壳聚糖-聚乙烯醇、聚丙烯酸-聚乙烯醇、明胶-聚乙烯醇和环糊精-聚乙烯醇中的一种或多种；短链纤维素选自羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种，短链纤维素与水凝胶前驱体的质量比为1:5～1:10，加热搅拌
的温度为60℃～90℃。
10.根据本发明的一个实施方式，还包括循环处理前，混合液于室温下静置12h～24h。
11.根据本发明的一个实施方式，循环处理的次数为至少2次，每次循环处理包括：将混合液置于-15℃～-40℃下冷冻10h～24h后再置于室温下回温10h～24h。
12.根据本发明的一个实施方式，盐溶液选自氯化钠溶液、氯化钾溶液、氢氧化钾溶液、氯化镁溶液、氯化铜溶液、硝酸锌溶液和三氧化二铁溶液中的一种或多种，盐溶液的浓度为0.01mol/l～5mol/l，浸泡处理的时间为10h～24h。
13.本发明还提供一种导电聚合物水凝胶，采用上述方法制备得到。
14.本发明还提供一种产电器件，包括：柔性基底、第一电极和第二电极及第一水凝胶和第二水凝胶，其中，柔性基底具有第一部和第二部；第一电极和第二电极设置于柔性基底的同一侧面，且分别位于第一部和第二部；第一水凝胶和第二水凝胶分别覆盖于第一电极和第二电极表面，且与基底固定连接；第一水凝胶和第二水凝胶均为前述导电聚合物水凝胶，且第一水凝胶和第二水凝胶具有不同的导电离子浓度；其中，产电器件被配置为通过弯折柔性基底，使第一部和第二部相对，以使第一水凝胶和第二水凝胶相接触产生电能。
15.根据本发明的一个实施方式，第一水凝胶和第二水凝胶的形状各自独立地选自圆柱体、长方体或正方体；第一水凝胶和第二水凝胶的形状均为圆柱体时，圆柱体的直径为0.1mm～15mm，高度不超过5mm；第一水凝胶和第二水凝胶的导电离子浓度差至少为0.01mol/l。
16.根据本发明的一个实施方式，柔性基底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氯乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜和涤纶树脂膜中的一种或多种。
17.根据本发明的一个实施方式，第一电极的宽度为2mm～10mm，长度为2mm～20mm；第二电极的宽度为2mm～10mm，长度为2mm～20mm；第一电极和第二电极的材料各自独立地选自无机导电材料和金属导电材料中的一种或多种，第一电极和第二电极的间距为5mm～50mm。
18.由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：
19.本发明提出了一种新的导电聚合物水凝胶及其制备方法。该方法在强水凝胶基质中引入富离子孔隙并利用盐析作用，可制备出具有较高力学强度和良好电学性能的导电聚合物水凝胶。利用该导电聚合物水凝胶吸液保液性能及其间的浓度差，制备出的产电器件，具有自发产生电能、不需要进行额外的充电过程且绿色安全的优势。同时，还可根据盐溶液浓度、凝胶形状及厚度等实现产电量控制，按照需求自由组装。该产电器件体积小、质量轻、便于携带，可作为新型高性能产能器件，具有良好的应用前景。
附图说明
20.以下附图用于提供对本发明的进一步理解，并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。
21.图1为本发明一个实施方式的导电聚合物水凝胶的制备工艺流程图；
22.图2为本发明一个实施方式的导电聚合物水凝胶的制备工艺示意图；
23.图3为本发明一个实施方式的产电器件展开状态的结构示意图；
24.图4为本发明一个实施方式的长电器件对折状态的结构示意图；
25.图5为实施例1的产电器件的阻抗测试曲线图；
26.图6为实施例1的产电器件的开路电压测试曲线图。
27.其中，附图标记说明如下：
28.100：容器
29.200：水浴锅
30.300：水凝胶
31.400：导电聚合物水凝胶
32.501：第一水凝胶
33.502：第二水凝胶
34.600：柔性基底
35.701：第一电极
36.702：第二电极
37.i：第一部
38.ii：第二部
39.d：间距
具体实施方式
40.以下内容提供了不同的实施例或范例，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。当然，这些仅仅是范例，而非意图限制本发明。在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应当被视为在本文中具体公开。
41.图1为本发明一个实施方式的导电聚合物水凝胶的制备工艺流程图，图2为本发明一个实施方式的导电聚合物水凝胶的制备工艺示意图，结合图1和图2所示，本发明的导电聚合物水凝胶的制备方法，包括：将水凝胶前驱体与短链纤维素混合，加热搅拌后得到混合液；混合液进行冷冻-回温循环处理，得到水凝胶；及将水凝胶置于盐溶液中浸泡处理，得到导电聚合物水凝胶。
42.根据本发明，开发构建绿色环保型高性能产电器件具有重要的经济价值和社会意义，比较具有代表性的是利用海水与淡水的盐分差，通过选择性离子透过膜的渗透作用获取电能。但上述方法一般受限于溶液的流动，且无法实现产电量调控，可使用次数低、时长短，且所用材料比较昂贵，或者存在水溶液泄露的问题，不适用于大规模制备与广泛应用。本发明的发明人发现，通过在强水凝胶基质中引入富离子孔隙并利用盐析作用可制备出具有较高力学强度和电学性能的导电聚合物水凝胶，且利用该导电聚合物水凝胶的吸液保液性能及其间的浓度差，可制备出能够进行电量控制、小巧轻便且绿色安全的高性能产电器件。
43.具体地，该方法通过首先选用高强度聚乙烯醇或其衍生物为基体材料，引入高性能短链纤维素，之后经盐析作用引入导电离子并引起褶皱，使得体积收缩，模量增大。分布良好的多孔结构和离子迁移为嵌入式高性能短链纤维素产生富离子环境，极大的提高了水
凝胶的离子电导率，从而使所得导电聚合物水凝胶的结构稳定性和电化学性能得到大幅提升。
44.下面结合图1和图2具体阐述本发明的导电聚合物水凝胶的制备方法。
45.如图2所示，首先，将水凝胶前驱体与短链纤维素混合置于容器100中，然后将该容器100置于水浴锅200中，在恒温水浴下加热搅拌后得到混合液。优选地，还包括在循环处理前，将混合液于室温下静置12h～24h，例如，12h、13h、16h、18h、20h、21h等，以去除混合液中残留的气泡。
46.其中，所述的水凝胶前驱体可以为聚乙烯醇(pva)及其衍生物中的一种或多种，所述衍生物选自壳聚糖-聚乙烯醇、聚丙烯酸-聚乙烯醇、明胶-聚乙烯醇、环糊精-聚乙烯醇中的一种或多种，优选为高强度的聚乙烯醇，其中聚乙烯醇聚合度为1750～1799，醇解度为85％～99％。短链纤维素可以为羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
47.在一些实施例中，前述的短链纤维素与水凝胶前驱体的质量比为1:5～1:10，例如，1:5、1:6、1:7、1:8、1:9等，加热搅拌的温度为60℃～90℃，例如，60℃、70℃、80℃、85℃等。以水凝胶前驱体为聚乙烯醇为例，通过在前述特定条件下将短链纤维素混合于聚乙烯醇中，短链纤维包埋在强凝胶基体中，降低凝胶基体交联密度，可制备出物理交联型的聚乙烯醇-短链纤维水凝胶，形成富水孔隙。
48.接着，将前述所得的混合液进行冷冻-回温循环处理，得到水凝胶300。
49.具体地，将静置后的混合液置于-15℃～-40℃，例如，-15℃、-30℃、-32℃、-40℃等下进行冷冻处理10h～24h，例如，10h、13h、18h、20h、22h等之后再置于室温下回温10h～24h，例如，10h、12h、18h、21h、23h等构成1次冷冻-回温循环处理，之后再进行多次循环处理，循环次数不少于2次，优选为3次及以上。通过这种方式，可以使聚合物结晶度增加，从而获得具有良好多孔分布结构且机械强度高的水凝胶300。
50.进一步地，将该水凝胶300置于盐溶液400中进行浸泡处理，得到本发明的导电聚合物水凝胶500。
51.在一些实施例中，前述的浸泡时间为10h～24h，例如，10h、12h、15h、20h等。盐溶液选自氯化钠溶液、氯化钾溶液、氢氧化钾溶液、氯化镁溶液、氯化铜溶液、硝酸锌溶液和三氧化二铁溶液中的一种或多种，盐溶液的浓度为0.01mol/l～5mol/l，例如，0.01mol/l、0.1mol/l、0.5mol/l、1mol/l、2mol/l、3mol/l、4.5mol/l、5mol/l等。
52.通过将水凝胶置于盐溶液中浸泡，经盐析作用引入导电离子并引起褶皱，使得体积收缩，模量增大，分布良好的多孔结构和离子迁移为嵌入式高性能短链纤维素产生富离子环境，极大的提高了水凝胶的离子电导率，使所得的导电聚合物水凝胶不仅具有良好的机械强度，同时电化学性能也得到提升，可以进一步应用于制备产电器件。
53.本发明的另一方面即提供一种产电器件，采用前述的导电聚合物水凝胶。
54.图3示出了本发明一个实施方式的产电器件展开状态的结构示意图，图4示出了本发明一个实施方式的长电器件对折状态的结构示意图。下面结合图3和图4，对本发明提出的产电器件的一示例性实施方式的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。
55.如图3所示，本发明的产电器件包括：柔性基底600、第一电极701和第二电极702及
第一水凝胶501和第二水凝胶502，其中，柔性基底600具有第一部i和第二部ii；第一电极701和第二电极702设置于柔性基底600的同一侧面，且分别位于第一部i和第二部ii；第一水凝胶501和第二水凝胶502分别覆盖于第一电极701和第二电极702表面，且与基底600固定连接，使得第一电极701位于基板600和第一水凝胶501之间，第二电极702位于基板600和第二水凝胶502之间。其中，第一水凝胶501和第二水凝胶502均为前述导电聚合物水凝胶，且第一水凝胶501和第二水凝胶502具有不同的导电离子浓度。
56.如图4所示，通过弯折柔性基底600，使第一部i和第二部ii相对，从而使第一水凝胶501和第二水凝胶502相接触，由于第一水凝胶501和第二水凝胶502被配置为具有不同的导电离子浓度，从而可利用其浓度差，自发产生电能，实现产电功能。当不需要其工作时，又可以将柔性基底600展开恢复到图3所示的状态，从而通过基底的对折与展开实现水凝胶的接触与分离，进而实现该产电器件的多次循环使用。
57.前述的第一水凝胶501和第二水凝胶502具有不同的导电离子浓度是通过在制备水凝胶过程中，将其浸渍在不同浓度的盐溶液中实现的，例如，通过冷冻-回温循环处理获得两个水凝胶后，将其分别浸渍在1mol/l和5mol/l的氯化钠溶液中，从而获得具有离子浓度差的第一水凝胶和第二水凝胶。当然，浸渍的溶液也可以是不同种类的盐溶液，但需要保证二者的浓度不同。一般地，第一水凝胶和第二水凝胶的导电离子浓度差至少为0.01mol/l。离子浓度差的不同可实现产电量的控制，因此本发明的产电器件还具有电量可控调节的优势。
58.在一些实施例中，前述的第一水凝胶和第二水凝胶的形状各自独立地选自圆柱体、长方体或正方体，也可以根据实际需要选择其他可行的形状，本发明不限于此。如图3所示，当第一水凝胶和第二水凝胶的形状均为圆柱体时，圆柱体的直径为0.1mm～15mm，高度不超过5mm。水凝胶的形状和厚度不同直接影响导电溶液的扩散及释放速度，从而对于产电量也会产生一定影响。
59.在一些实施例中，柔性基底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氯乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜和涤纶树脂膜中的一种或多种。柔性基底的不同，可能导致水凝胶与其粘接能力的不同，因此在实际使用时，可根据柔性基底的不同，选择不同的紧固方式使水凝胶能够与基底保持紧密连接，避免对折时脱落。此外，为了避免基底对折后，第一水凝胶501和第二水凝胶502之间粘接在一起而影响器件的循环使用，可以选择在第一水凝胶501或第二水凝胶502上设置薄膜，该薄膜不会影响二者之间的离子传输，同时还能避免二者的粘接。
60.第一电极和第二电极分别作为正极和负极，其材料各自独立地选自无机导电材料和金属导电材料中的一种或多种，可通过丝网印刷等方式印制于柔性基底上。第一电极和第二电极的间距d为5mm～50mm，例如5mm、15mm、25mm、30mm、40mm、45mm等。第一电极的宽度为2mm～10mm，例如，2mm、5mm、7mm、8mm、9mm、10mm等，长度为2mm～20mm，例如，2mm、4mm、7mm、8mm、12mm、15mm等；第二电极的宽度为2mm～10mm，例如，2mm、6mm、8mm、9mm、10mm等，长度为2mm～20mm，例如，2mm、4mm、6mm、7mm、9mm、15mm等；优选地，第一电极和第二电极的长度和宽度相同。
61.综上，本发明提出了一种在强水凝胶基质中引入富离子孔隙并利用盐析作用制备具有较高力学强度和电学性能的导电聚合物水凝胶的方法。利用导电聚合物水凝胶吸液保
液性能及其间的浓度差，制备出可编程的产电器件，其可根据需要调节产电量、自发产生电能、不需要进行额外的充电过程且绿色安全。该产电器件采用前述的导电聚合物水凝胶，通过基板的对折与展开实现水凝胶接触与分离，进而实现产电器件多次循环使用。同时，该产电器件还可根据盐溶液浓度、凝胶形状及厚度等实现产电量控制，按照需求自由组装。导电聚合物水凝胶的模塑性、柔性基体的随形性及电极的可打印性可以实现小体积、轻质量、便于携带的新型产能器件的制备，具有良好的应用前景。
62.下面将通过实施例来进一步说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。如无特殊说明，本发明采用的试剂或材料等均可从市售购得。
63.实施例1
64.1)将0.5g羟丙基纤维素溶于4.5ml二甲基亚砜与9ml水的混合溶剂中，搅拌10分钟，随后70℃下水浴加热并搅拌，直至羟丙基纤维素完全溶解。在上述溶液中加入3.2g聚乙烯醇(聚合度为1788，醇解度为87％～89％)，加热至90℃使所有聚乙烯醇粉末完全溶解。随后持续加热搅拌3小时，最终获得羟丙基纤维素-聚乙烯醇溶液。
65.2)将上述溶液倒入模具中冷却至室温并在室温静置12小时，消除搅拌过程中形成的气泡。将静置完的溶液在-20℃下冷冻12小时，随后放置室温下解冻3小时。上述冷冻-解冻过程循环三次，得到固态羟丙基纤维素-聚乙烯醇凝胶。
66.3)将上述羟丙基纤维素-聚乙烯醇水凝胶分别浸渍至浓度为1mol/l和5mol/l的氯化钠溶液中12小时，直至水和盐溶液中离子交换达到平衡，得到导电聚合物水凝胶。
67.4)选用丝网印刷方法在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(pet)上印制相同的银电极，电极宽
×
长为2
×
10mm，两电极间距为15mm。将两个导电聚合物水凝胶制成直径为13mm，高度为3mm的圆柱体薄片，分别作为正、负极紧固安放在两电极处，组成发电器件。对折pet薄膜，使得两个导电聚合物水凝胶正面接触，产生电能。用导线将电信号测试仪器连接到电极上，所测阻抗曲线如图5所示，离子迁移率约为2.8
×
10-4
s/cm。所测开路电压结果如图6所示，开路电压为约0.2v，表明有电能产生。
68.实施例2
69.1)将0.5g羟丙基纤维素溶于4.5ml二甲基亚砜与9ml水的混合溶剂中，搅拌10分钟，随后70℃下水浴加热并搅拌，直至羟丙基纤维素完全溶解。在上述溶液中加入3.2g聚乙烯醇(聚合度为1788，醇解度为87％～89％)，加热至90℃使所有聚乙烯醇粉末完全溶解。随后持续加热搅拌3小时，最终获得羟丙基纤维素-聚乙烯醇溶液。将上述溶液倒入模具中冷却至室温并在室温静置12小时，消除搅拌过程中形成的气泡。
70.2)将静置完的溶液在-20℃下冷冻12小时，随后放置室温下解冻3小时。上述冷冻-解冻过程循环三次，得到固态羟丙基纤维素-聚乙烯醇凝胶。
71.3)将上述羟丙基纤维素-聚乙烯醇水凝胶分别浸泡至浓度为1mol/l和4mol/l的氯化钠溶液中12小时，直至离子交换达到平衡，得到最终的导电聚合物水凝胶。
72.4)选用丝网印刷方法在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(pet)上印制相同的银电极，电极宽
×
长为2
×
10mm，两电极间距为15mm。将两个导电聚合物水凝胶制成直径为13mm，高度为3mm的圆柱体薄片，分别作为正负极紧固安放在两电极处，组成发电器件。对折pet薄膜，使得两个导电聚合物水凝胶正面接触，产生电能。用导线将电信号测试仪器连接到电极上，测得离子迁移率约为2.5
×
10-4
s/cm，开路电压约0.17v，表明有电能产生。
73.实施例3
74.1)将0.5g羟丙基纤维素溶于4.5ml二甲基亚砜与9ml水的混合溶剂中，搅拌10分钟，随后70℃下水浴加热并搅拌，直至羟丙基纤维素完全溶解。在上述溶液中加入3.2g聚乙烯醇(聚合度为1788，醇解度为87％～89％)，加热至90℃使所有聚乙烯醇粉末完全溶解。随后持续加热搅拌3小时，最终获得羟丙基纤维素-聚乙烯醇溶液。将上述溶液倒入模具中冷却至室温并在室温静置12小时，消除搅拌过程中形成的气泡。
75.2)将静置完的溶液在-20℃下冷冻12小时，随后放置室温下解冻3小时。上述冷冻-解冻过程循环三次，得到固态羟丙基纤维素-聚乙烯醇凝胶。
76.3)将上述羟丙基纤维素-聚乙烯醇水凝胶分别浸泡至浓度为1mol/l和3mol/l的氯化钠溶液中12小时，直至离子交换达到平衡，得到最终的导电聚合物水凝胶。
77.4)选用丝网印刷方法在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(pet)上印制相同的银电极，电极宽
×
长为2
×
10mm，两电极间距为15mm。将两个导电聚合物水凝胶制成直径为13mm，高度为3mm的圆柱体薄片，分别作为正负极紧固安放在两电极处，组成发电器件。对折pet薄膜，使得两个导电聚合物水凝胶正面接触，产生电能。用导线将电信号测试仪器连接到电极上，所测离子迁移率约为2.2
×
10-4
s/cm。所测开路电压为约0.12v，表明有电能产生。
78.实施例4
79.1)将0.1g羟乙基纤维素溶于0.9ml二甲基亚砜与3ml水的混合溶剂中，搅拌10分钟，随后70℃下水浴加热并搅拌，直至羟丙基纤维素完全溶解。在上述溶液中加入0.64g聚乙烯醇(聚合度为1788，醇解度为87％～89％)，加热至90℃使所有聚乙烯醇粉末完全溶解。随后持续加热搅拌3小时，最终获得羟丙基纤维素-聚乙烯醇溶液。将上述溶液倒入模具中冷却至室温并于室温静置12小时，消除搅拌过程中形成的气泡。
80.2)将静置后的溶液在-20℃下冷冻12小时，随后放置室温下解冻3小时。上述冷冻-解冻过程循环三次，得到固态羟丙基纤维素-聚乙烯醇凝胶。
81.3)将上述羟乙基纤维素-聚乙烯醇凝胶分别浸泡至浓度为1mol/l和5mol/l的氯化钠溶液中12小时，直至离子交换达到平衡，得到最终的凝胶电解质。
82.4)选用丝网印刷方法在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(pet)上印制相同的银电极，电极宽
×
长为2
×
10mm，两电极间距为15mm。将氯化钠溶液浓度为1mol/l和5mol/l的导电聚合物水凝胶制成直径为13mm，高度为3mm的圆柱体薄片，分别作为正负极紧固安放在两电极处，组成发电器件。对折pet薄膜，使得两个导电聚合物水凝胶正面接触，产生电能。用导线将电信号测试仪器连接到电极上，所测离子迁移率约为2.7
×
10-4
s/cm，所测开路电压为约0.176v，表明有电能产生。
83.综上，本发明提供了一种新的导电聚合物水凝胶及其制备方法，且应用该导电聚合物水凝胶制备了一种新的产电器件。该导电聚合物水凝胶的制备工艺简单、成本低，通过利用盐溶液与水溶液之间的盐析作用，在凝胶基质表面形成褶皱，使得体积收缩，模量增大，使所得水凝胶的结构稳定性和电化学性能得到显著提升。将该导电聚合物水凝胶应用于产电器件时，利用导电聚合物水凝胶吸液保液性能及其间的浓度差，可自发产生电能，绿色安全；通过基板对折与展开实现水凝胶接触与分离，实现产电器件多次循环使用；同时可根据盐溶液浓度、凝胶形状及厚度等实现产电量控制，从而根据需求自由组装。该产电器件体积小、质量轻、便于携带，可作为新型高性能产能器件，具有良好的应用前景。
84.本领域技术人员应当注意的是，本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。