1.基于三维石墨烯的集成微纳能量回收存储芯片，其特征在于：由自下而上的基座(1)、中间层(2)、顶层(3)以及嵌套在这三层结构中的发电正极模块(4)、发电负极模块(5)以及电容模块(6)构成；

所述基座(1)上具有正极盲槽(1‑1)、电容盲槽(1‑2)与负极盲槽(1‑3)，基座电容负极引线孔(1‑4)以及隔膜台阶(1‑5)；

所述中间层(2)上具有正极通槽(2‑1)、电容通槽(2‑2)、负极通槽(2‑3)以及中间电容负极引线孔(2‑4)；中间层(2)所有通槽为贯通上下表面的结构；

所述的顶层(3)上具有发电正极引线孔(3‑1)、发电正极集流槽(3‑2)、电容正极引线孔(3‑3)、电容正极集流槽(3‑4)、顶层电容负极引线孔(3‑5)、发电负极集流槽(3‑6)以及发电负极引线孔(3‑7)；其中各引线孔均贯穿顶层(3)，各集流槽均位于顶层下表面；各引线孔横向位置位于对应的集流槽区域内；

所述的基座(1)、中间层(2)和顶层(3)从下到上依次叠加；

所述的正极盲槽(1‑1)、正极通槽(2‑1)以及发电正极集流槽(3‑2)径向尺寸相同，相互对准，共同围成一个空腔，在该空腔内部自下而上依次布置有发电正极(4‑1)与发电正极集流器(4‑2)，二者相互接触；发电正极引线孔(3‑1)内部填充发电正极引线(4‑3)；顶层(3)上表面并位于发电正极引线孔(3‑1)端面周围区域设置发电正极焊盘(4‑4)；发电正极(4‑1)产生的正电荷被发电正极集流器(4‑2)收集，并通过发电正极引线(4‑3)导出至发电正极焊盘(4‑4)；所述发电正极(4‑1)、发电正极集流器(4‑2)、发电正极引线(4‑3)和发电正极焊盘(4‑4)构成发电正极模块(4)；

所述的负极盲槽(1‑3)、负极通槽(2‑3)以及发电负极集流槽(3‑6)径向尺寸相同，相互对准，共同围成一个空腔，在该空腔内部自下而上依次布置有发电负极(5‑1)与发电负极集流器(5‑2)，二者相互接触；发电负极引线孔(3‑7)内部填充发电负极引线(5‑3)；顶层(3)上表面并位于发电负极引线孔(3‑7)端面周围区域设置发电负极焊盘(5‑4)；发电负极(5‑1)产生的负电荷被发电负极集流器(5‑2)收集，并通过发电负极引线(5‑3)导出至发电负极焊盘(5‑4)；所述发电负极(5‑1)、发电负极集流器(5‑2)、发电负极引线(5‑3)和发电负极焊盘(5‑4)构成发电负极模块(5)；

所述的电容盲槽(1‑2)，电容通槽(2‑2)以及电容正极集流槽(3‑4)径向尺寸相同，相互对准，共同形成一个空腔，该空腔内部从下到上依次布置电容负极集流器(6‑5)、电容负极(6‑3)、隔膜(6‑2)、电容正极(6‑1)以及电容正极集流器(6‑4)；其中隔膜(6‑2)径向尺寸大于电容正极(6‑1)和电容负极(6‑3)径向尺寸，超出部分嵌在隔膜台阶(1‑5)与中间层(2)下表面共同构成的径向浅槽中；电容正极引线孔(3‑3)内部填充电容正极引线(6‑6)；顶层(3)的上表面并位于电容正极引线孔(3‑3)端面周围区域设置电容正极焊盘(6‑8)；基座电容负极引线孔(1‑4)、中间电容负极引线孔(2‑4)与顶层电容负极引线孔(3‑5)直径相同，轴心重合，从下到上依次连通形成完整的通孔，通孔内部填充电容负极引线(6‑7)；顶层(3)的上表面并位于电容负极引线(6‑7)端面周围区域设置有电容负极焊盘(6‑9)；所述电容正极(6‑

1)、隔膜(6‑2)、电容负极(6‑3)、电容正极集流器(6‑4)、电容负极集流器(6‑5)、电容正极引线(6‑6)、电容负极引线(6‑7)、电容正极焊盘(6‑8)和电容负极焊盘(6‑9)构成电容模块(6)；电容正极(6‑1)与电容正极集流器(6‑4)接触，并通过电容正极引线(6‑6)与电容正极焊盘(6‑8)连接；正电荷从正极焊盘(6‑8)开始沿着电容正极引线(6‑6)和电容正极集流器(6‑4)导入电容正极(6‑1)；电容负极(6‑3)与电容负极集流器(6‑5)接触，并通过电容负极引线(6‑7)与电容负极焊盘(6‑9)连接；负电荷从电容负极焊盘(6‑9)开始沿着电容负极引线(6‑7)和电容负极集流器(6‑5)导入电容负极(6‑3)；

所述发电正极(4‑1)的结构是内部含有正性颗粒(4‑1‑1)的正极多孔三维结构(4‑1‑

2),所述发电正极(4‑1)的制备方法，包括以下步骤：(1)采用分散聚合法制备聚苯乙烯微球：在制备聚苯乙烯微球的单体溶液中加入正极颗粒，最终得到内部包含正极颗粒的聚苯乙烯微球；

(2)制备氧化石墨烯的水溶液：将石墨烯氧化为氧化石墨烯，置入去离子水中并充分搅拌，得到氧化石墨烯的水溶液；

(3)将步骤(1)所得的聚苯乙烯微球放入步骤(2)制备所得的氧化石墨烯的水溶液中，充分搅拌均匀，使氧化石墨烯包裹到聚苯乙烯微球表面；

(4)在基底上涂敷表面包裹有氧化石墨烯的聚苯乙烯微球；

(5)重复步骤(4)直到涂敷厚度达到所需要求，形成含有聚苯乙烯微球的氧化三维石墨烯；

(6)将所得氧化三维石墨烯进行干燥，然后采用高温去除聚苯乙烯微球，释放出正极颗粒，得到内部孔隙中含有正极颗粒的氧化三维石墨烯；

(7)还原氧化石墨烯，得到内部孔隙中含有正极颗粒的三维石墨烯；

(8)按照发电正极(4‑1)的设计尺寸切割内部孔隙中含有正极颗粒的三维石墨烯，得到能量回收存储芯片设计所需的发电正极(4‑1)；

所述发电负极(5‑1)的结构是内部含有负性颗粒(5‑1‑1)的负极多孔三维结构(5‑1‑

2),所述发电负极(5‑1)的制备方法，包括以下步骤：(1)采用分散聚合法制备聚苯乙烯微球：在制备聚苯乙烯微球的单体溶液中加入负极颗粒，最终得到内部包含负极颗粒的聚苯乙烯微球；

(2)制备氧化石墨烯的水溶液：将石墨烯氧化为氧化石墨烯，置入去离子水中并充分搅拌，得到氧化石墨烯的水溶液；

(3)将步骤(1)所得的聚苯乙烯微球放入步骤(2)制备所得的氧化石墨烯的水溶液中，充分搅拌均匀，使氧化石墨烯包裹到聚苯乙烯微球表面；

(4)在基底上涂敷表面包裹有氧化石墨烯的聚苯乙烯微球；

(5)重复步骤(4)直到涂敷厚度达到所需要求，形成含有聚苯乙烯微球的氧化三维石墨烯；

(6)将所得氧化三维石墨烯进行干燥，然后采用高温去除聚苯乙烯微球，释放出负极颗粒，得到内部孔隙中含有负极颗粒的氧化三维石墨烯；

(7)还原氧化石墨烯，得到内部孔隙中含有负极颗粒的三维石墨烯；

(8)按照发电负极(5‑1)的设计尺寸切割内部孔隙中含有负极颗粒的三维石墨烯，得到能量回收存储芯片设计所需的发电负极(5‑1)。

2.根据权利要求1所述的基于三维石墨烯的集成微纳能量回收存储芯片，其特征在于：所述发电正极(4‑1)中的正极多孔三维结构(4‑1‑2)的材料为高孔隙率的三维石墨烯，正极颗粒(4‑1‑1)的材料为功函数大于石墨烯的物质颗粒，该物质颗粒包括金、铜、碳中的一种或者多种材料的颗粒。

3.根据权利要求1所述的基于三维石墨烯的集成微纳能量回收存储芯片，其特征在于：所述的发电负极(5‑1)中的负极多孔三维结构(5‑1‑2)的材料为高孔隙率的三维石墨烯，负极颗粒(5‑1‑1)的材料为功函数小于石墨烯的物质颗粒，该物质颗粒包括单晶硅、氧化硅、银、铅、钙中的一种或者多种材料的颗粒。

4.根据权利要求1所述的基于三维石墨烯的集成微纳能量回收存储芯片，其特征在于：所述基座(1)、中间层(2)和顶层(3)的材料为无机材料或有机高分子材料；或者聚二甲基硅氧烷，聚甲基丙烯酸甲酯等有机高分子材料；基座(1)、中间层(2)和顶层(3)的电阻率大于

1000Ω·㎝；

各引线和焊盘的材料为导电率良好的金属。

5.根据权利要求4所述的基于三维石墨烯的集成微纳能量回收存储芯片，其特征在于：所述无机材料为单晶硅、多晶硅、非晶硅、氧化硅或氮化硅；所述有机高分子材料为聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯；所述导电率良好的金属为铜、金、铝、铬、镍或钛。

6.根据权利要求1所述的基于三维石墨烯的集成微纳能量回收存储芯片，其特征在于：所述的发电正极模块(4)、发电负极模块(5)与电容模块(6)的截面形状为圆形或矩形；三者相对位置根据具体需求确定，电容模块(6)位于发电正极模块(4)与发电负极模块(5)的中间或者一侧。

7.权利要求1至6任一项所述的基于三维石墨烯的集成微纳能量回收存储芯片的工作方法，其特征在于：芯片中设置有发电正极(4‑1)与发电负极(5‑1)，芯片受到外界振动作用时，正性颗粒(4‑1‑1)随机晃动，与正极多孔三维结构(4‑1‑2)的壁面发生碰撞摩擦，由于二者为不同材质，功函数不同，因此在碰撞和摩擦过程中产生正电荷，并通过发电正极集流器(4‑2)收集，通过发电正极引线(4‑3)导出至发电正极焊盘(4‑4)；与此同时，负性颗粒(5‑1‑

1)与负极多孔三维结构(5‑1‑2)发生碰撞摩擦，二者材料不同，功函数不同，在碰撞摩擦过程中产生负电荷，并通过发电负极集流器(5‑2)收集，通过发电负极引线(5‑3)导出至发电负极焊盘(5‑4)；由此，发电正极焊盘(4‑4)和发电负极焊盘(5‑4)分别向外提供正电和负电；这种供电电压稳定性不足，需经过外围的稳压整流电路处理，并经过电源管理模块，转变为稳定输出的电源；

电容模块(6)的作用是存储电能；当发电功率大于负载所需功率或者无需向外供电时，发电正极模块(4)和发电负极模块(5)输出的正负电荷通过电源管理模块后分别导入电容模块(6)的电容正极(6‑1)和电容负极(6‑3)存储；当发电功率小于负载功率时电容模块(6)存储的电能向外输出进行发电功率补充。