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公开(公告)号：CN118866891A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410855188.1
申请日：2024-06-28
申请人： 清华大学
摘要： 本发明公开了属于微系统与储能感知一体化领域的一种智能感知连续高过载力学冲击和持续供能的一体化微系统。具体包括三部分内容：整体封装结构、各部分之间的电气链接、后端功能电路；其整体封装结构采用三明治式结构，外围功能电路、储能感知一体化器件、外封装底座自上而下依次堆叠，之间使用键合层进行连接，然后用环氧树脂封装在外封装管壳内。外围功能电路和储能感知一体化器件在一体化微系统内电气连接。该微系统具备实时可编程的功能，借助内部的参数整定电路，在外部对其内部参数进行整定编程。集成度高、体积小巧、使用简单、即用即连、智能处理的优点，并能够在变梯度的高过载力学冲击恶劣环境下储能并为电子元器件进行持续供电。
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公开(公告)号：CN117688325A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202311672662.9
申请日：2023-12-07
申请人： 清华大学
IPC分类号： G06F18/20 , G06N3/0442 , G06N3/08 , G06F17/11 , G01R31/00
摘要： 本发明公开了能量存储技术领域的一种不同工作状态超级电容器剩余寿命的评估方法，根据产品说明书确定超级电容器在加速老化条件下的估计寿命、环境温度、循环次数、电流有效值；并采集超级电容器充放电过程中的环境温度、实际电压范围、方波电流占空比的包含浮充状态、循环状态的实际应用场合参数信息，判断超级电容器的充放电频率是否满足阈值条件；建立基于阿伦尼乌斯方程的寿命评估模型，根据模型计算得到超级电容器的直流或循环寿命。本发明不需要复杂的网络模型，大大降低了操作过程难度，同时，对超级电容器充放电过程进行了电压校正，提高了预测的精准度。适用于循环状态下充放电过程电压变动时将电压范围校正为标准电压的方法。
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公开(公告)号：CN106872727B
公开(公告)日：2019-06-04
申请号：CN201710035266.3
申请日：2017-01-18
申请人： 清华大学
IPC分类号： G01P15/12
摘要： 本发明公开了属于加速度传感器领域的一种基于压阻效应的自供电加速度传感器及其制造方法。该自供电加速度传感器采用叠层式结构，依次叠放集流体‑正电极‑隔膜‑负电极‑集流体。该自供电加速度传感器通过复合材料电极薄膜的压阻效应实现加速度冲击信号的传感。本发明的集流体采用钛等金属材料，通过激光焊接完成极针与集流体的可靠连接。多孔电极的制备采用干法工艺，通过聚四氟乙烯与碳材料的复合制备具有压阻特性的电极材料。该自供电加速度传感器采用柔性封装结构和工艺，采用层间气密封装和柔性树脂胶灌封将器件封装在金属或塑料外壳中。本发明解决了高g加速度信号的自供电传感问题，在汽车工业、航空航天和武器装备领域具有广阔应用潜力。
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公开(公告)号：CN118866559A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410855741.1
申请日：2024-06-28
申请人： 清华大学
摘要： 本发明公开了属于储能和传感一体化技术领域的一种对侧向冲击敏感的MEMS传感和储能一体化器件。是包括上三层电极、中间层可动电极和底层电极组成的多叠层式结构的超级电容器；其中采用了“之”字型悬臂梁和质量块梳齿结构的中间层可动电极，及有梳齿微凸台的底层电极；“之”型悬臂梁在硫酸电解液环境中于横向发生拉伸形变，使得在侧向冲击载荷时，两层电极的梳齿之间发生接触短路，导致电压突降，实现对侧向冲击载荷的准确传感；本发明有效增强了对侧向载荷冲击的感知，梳齿凸台与凹槽上的氮化硼绝缘层有效隔绝纵向冲击载荷，保证对侧向载荷冲击敏感的专一性，对填补倾斜侵彻场景下冲击传感的空缺具有很重要意义。
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公开(公告)号：CN118818085A
公开(公告)日：2024-10-22
申请号：CN202410855923.9
申请日：2024-06-28
申请人： 清华大学
IPC分类号： G01P15/08 , G01P15/125
摘要： 本发明公开了属于MEMS传感器技术领域的一种对Z轴方向高角加速度敏感及具能量存储的MEMS器件。器件实际上是可以等价为多个狭长形超级电容器的并联结构，并进行一体化封装。静置时，器件可以等价为储能器件。当器件突然开始快速转动，并且在毫秒的时间内转速急速升高，惯性将导致电解液在狭长流道内快速流动。电解液的快速流动影响离子分布，导致电解液电势突变，进而使电容器出现明显的电压下降。当转速趋于恒定，角加速度降低为0时，电解液不再流动，器件恢复至稳定状态进行持续放电。本发明解决现有角加速度计体积较大、量程较小的问题，对Z轴方向高过载角加速度敏感，同时具备储能功能，从而实现对外的信息输出与能量输出。
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公开(公告)号：CN117672720A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311672793.7
申请日：2023-12-07
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01G11/86
摘要： 本发明公开了属于超级电容技术领域的一种高耐压及高导电性的超级电容器电极片干法研制方法，首先制备多孔石墨烯/活性炭复合材料，对复合材料进行高温干燥，并与粘结剂混合、搅拌均匀；将混合后的浆料进行超高速剪切分散、碾压、加热固化制备成电极，本方法制备过程中无液相过程，不仅使得制备的电极更加牢固，不容易产生剥落现象，还会减小产品漏电流，提高产品的长期稳定性。本发明可以提高产品长期稳定性，大大提高了电极密度以及单体容量及比能量，同时，规避了液相对电压窗口的影响，利于提高单体的窗口电压。
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公开(公告)号：CN110232224A
公开(公告)日：2019-09-13
申请号：CN201910447172.6
申请日：2019-05-27
申请人： 清华大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了一种超级电容器自放电行为的动力学建模仿真方法，该方法包括以下步骤：建立超级电容器的动力学模型；利用软件仿真平台对动力学模型中超级电容器自放电行为进行仿真计算，完成对超级电容器自放电行为的动力学建模仿真。该方法建立了具有便于移植、拓展的可行性建模仿真方法，所建立的动力学理论模型包括超级电容的电极动力学模型，电解质中的离子迁移扩散模型，其电势场方程与离子浓度场方程相互耦合，可实现自放电过程的动力学仿真，还可对关键参数的影响作用和机理进行分析计算和影响评估，显著节省了实验研究工作，并可有效促进自放电效应的消除和储能性能的提高。
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公开(公告)号：CN106953002B
公开(公告)日：2019-04-05
申请号：CN201710034864.9
申请日：2017-01-18
申请人： 清华大学
摘要： 本发明公开了属于加速度传感器领域的一种电化学加速度传感器及其制造方法。该电化学加速度传感器采用叠层式结构，依次叠放集流体‑正电极‑隔膜‑负电极‑集流体；采用机械结构装卡和刚性树脂胶灌封将器件封装在金属或塑料外壳中。该电化学加速度传感器通过电化学体系的离子重分布效应实现加速度冲击信号的传感。本发明的集流体采用钛等金属材料，通过激光焊接完成极针与集流体的可靠连接。多孔电极的制备采用溶胶凝胶浸渍结合烧结工艺，在基体表面形成丰富的沟壑孔洞结构。本发明解决了高g加速度信号的自供电传感问题，在汽车工业、航空航天和武器装备领域具有广阔的应用潜力。
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公开(公告)号：CN118841266A
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202410855096.3
申请日：2024-06-28
申请人： 清华大学
摘要： 本发明公开了属于储能感知一体化领域的一种针对高过载冲击储能传感一体化器件的设计方法。该设计方法包括确定高过载参数范围、确认导流缝图案类型、确认导流缝图案参数、确认器件类型；不同的导液缝占比将影响多孔电极的对称性和电解液电势，进而影响储能性能。导流缝的不同图案和尺寸都会影响导流通量和液体压强，进而影响传感性能。本发明梳理清楚了高过载冲击的外部环境进行传感设计和储能设计的先后顺序与耦合关系，能够实现储能传感一体化器件设计中对于传感响应和储能容量的双重兼顾。
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公开(公告)号：CN118794476A
公开(公告)日：2024-10-18
申请号：CN202410855634.9
申请日：2024-06-28
申请人： 清华大学
摘要： 本发明公开了属于储能感知一体化领域的一种具有自供电可调阈值开关的高过载冲击感知微系统。该微系统采用了带有电气互连的硬质封装，将感能一体化器件、功能电路和可调阈值的自供电触发开关集成起来。其中，感能一体化电容器件采用经典的三叠层短路结构：非冲击环境下，器件作为高能量密度电容器为系统稳定供电；在功能电路的控制下，器件中间层在电解液环境中发生形变，与器件下电极接触形成软短路，实现对高过载冲击的敏锐感知。本发明自供电触发开关防止自传感系统在低g值条件下被误触发解决了容易误触发的问题，提高了储能感知系统的可靠性和灵敏度，有望应用于航天、军事等高可靠性要求的领域。
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