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申请/专利权人：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。

主权项：1.一种对侧向冲击敏感的MEMS传感和储能一体化器件，所述MEMS传感和储能一体化器件为采用五层电极叠层式结构的超级电容器；包括上三层电极1、中间层可动电极2和底层电极3；每层电极均由钛基氧化钌电极10和集流极4复合而成；其特征在于，五层电极中上三层电极1保证超级电容器高度的储能特性，上三层电极1的第三层与中间层可动电极2通过电路连接线6进行电路连接；各层电极通过刚性法兰12相互隔离，组成超级电容器芯，并由灌封胶11固定在外壳7内；所述中间层可动电极2中部设置质量块及梳齿9，并通过“之”字形薄悬臂梁13和中间层可动电极2的矩形边框的中点处连接；质量块及梳齿9由质量块梳齿凸台92和质量块梳齿凹槽91构成；在底层电极3中部设置底电极梳齿8，质量块及梳齿9与底电极梳齿8的微凸台梳齿相互嵌合对插；在无载荷作用时，二者的梳齿之间不接触，维持可控电压；器件正常对外供电；当存在横向载荷作用时，底层电极3上面微凸台结构不形变，中间层可动电极2中的“之”字形悬臂梁13在硫酸电解液5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；其次，在中间层可动电极片与底层电极片、以及质量块及梳齿9与底电极梳齿8的微凸台的水平面上通过化学气相沉积的方式沉积一层10um厚度的氮化硼绝缘薄膜，而梳齿的微凸台纵截面并没有氮化硼绝缘薄膜的沉积，因此MEMS传感和储能一体化器件仅对梳齿纵截面引起相互接触、短路的侧向冲击敏感，而纵向载荷冲击导致的氮化硼绝缘层相碰则不会对器件的传感产生影响。

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