CN108597792A - 一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料 - Google Patents

一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，由下层材料、中间层材料和上层材料依次叠加而成，所述中间层材料为铁氧体，所述上层材料和所述下层材料均为金属基软磁材料，所述铁氧体的上下两面分别通过一层薄的透明双面胶与上下两层所述金属基软磁材料粘接在一起，形成三明治结构。相较于传统的用于无线充电发射端的铁氧体或者纳米晶材料，本发明的磁性材料具有体积小，成本低，适用面广等应用优势；本发明的磁性材料还具有高磁饱和强度，高热稳定性，高磁导率和低磁损，可调控频率响应等性能优点。因此本发明的磁性材料非常适用于消费类电子器件下一代大功率快速无线充电，并可拓展应用到消费类电子外的其他无线充电应用领域。

Description

一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料
技术领域
本发明属于无线充电技术领域，具体涉及一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料。
背景技术
现如今，随着无线充电技术的快速发展，无线充电已经急速地渗透进人们的生活当中。特别是在消费电子、医疗电子、工业电子等相关领域具有广泛的应用前进， 因此人们对无线充电的性能要求越来越高，需求也会越来越大。
现有的无线充电方式主要分为磁耦合和磁共振两种模式。而应用于手机无线充电的低频（100-300KHz）磁耦合式的无线充电法，需要发射端和接受端距离在毫米量级，虽然充电效率比较高，但充电功率小（~10W），充电所需时间长。而基于磁共振式的无线充电法，其工作频率在6-7MHz，在低功率充电条件下，充电效率低，充电时间更长。
无线充电目前的技术瓶颈之一是发射端的磁性材料Ni，Zn或者Mn，Zn铁氧体存在磁饱和强度低，易饱和, 热扩散效率低等缺点，容易导致无线充电时出现磁导率低和磁损高及温度高等问题。而且现有纳米晶和非晶具有频率响应灵敏度差，磁导率和磁损不易优化等问题。因此，现有的传统磁性材料无法满足大功率快速无线充电的性能和可靠性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，以满足新一代无线充电技术对磁性材料的性能和可靠性的要求。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，由下层材料、中间层材料和上层材料依次叠加而成，所述中间层材料为铁氧体，所述上层材料和所述下层材料均为金属基软磁材料，所述铁氧体的上下两面分别通过一层薄的透明双面胶与上下两层所述金属基软材料粘接在一起，形成三明治结构。
优选的，所述铁氧体为含有Ni,Zn的铁氧体，含有Mn,Zn的铁氧体，或者类似的铁氧体软磁材料。
优选的，所述的含有Ni,Zn的铁氧体的饱和磁感应强度为0.2-0.4T。
优选的，所述的含有Mn,Zn的铁氧体的饱和磁感应强度为0.4-0.6T。
进一步的，所述铁氧体的厚度为20-1000微米。
优选的，所述金属基软磁材料为纳米晶软磁材料、非晶软磁材料或电磁吸波材料。
进一步的，所述金属基软材料的厚度为10-50微米。
优选的，所述透明双面胶为透明双面压敏胶。
进一步的，所述透明双面胶的厚度为3-10微米。
优选的，所述纳米晶为含Fe、Si、B、Cu或Nb的纳米晶软磁材料，或者像类似的纳米晶软磁材料。
优选的，所述纳米晶饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
优选的，所述非晶为含Fe、Si或B的非晶软磁材料，或者像类似的非晶软磁材料。
优选的，所述非晶饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
优选的，所述电磁吸波材料为含Fe、Si或Al的电磁吸波材料，或者像类似的电磁吸波软磁材料。
优选的，所述电磁吸波材料的饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
本发明的有益效果是：
本发明是一种由中间层为铁氧体，上下两层为金属基软磁材料组成的具有三明治结构的磁性材料，相较于传统的用于无线充电发射端的铁氧体和纳米晶材料，本发明的磁性材料具有体积小，成本低，适用面广等应用优势；本发明的磁性材料还具有高磁饱和强度，高热稳定性，高磁导率和低磁损，可调控频率响应等性能优点。因此本发明的磁性材料非常适用于消费类电子器件下一代大功率快速无线充电，并可拓展应用到消费类电子外的其他无线充电应用领域。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明磁性材料的结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参见图1所示，一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，由下层材料、中间层材料和上层材料依次叠加而成，所述中间层材料为铁氧体1，所述上层材料和所述下层材料均为金属基软磁材料2，所述铁氧体1的上下两面分别通过一层薄的透明双面胶与上下两层所述金属基软材料2粘接在一起，形成三明治结构。
优选的，所述铁氧体1为含有Ni,Zn的铁氧体，含有Mn,Zn的铁氧体，或者类似的铁氧体软磁材料。
优选的，所述的含有Ni,Zn的铁氧体饱的和磁感应强度为0.2-0.4T。
优选的，所述的含有Mn,Zn的铁氧体的饱和磁感应强度为0.4-0.6T。
进一步的，所述铁氧体1的厚度为20-1000微米。
优选的，所述金属基软材料2为纳米晶软磁材料、非晶软磁材料或电磁吸波材料。
进一步的，所述金属基软材料2的厚度为10-50微米。
优选的，所述透明双面胶为透明双面压敏胶。
进一步的，所述透明双面胶的厚度为3-10微米。
优选的，所述纳米晶为含Fe、Si、B、Cu或Nb 的纳米晶软磁材料，或者像类似的纳米晶软磁材料。
优选的，所述纳米晶饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
优选的，所述非晶为含Fe、Si或B的非晶软磁材料，或者像类似的非晶软磁材料。
优选的，所述非晶饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
优选的，所述电磁吸波材料为含Fe、Si或Al的电磁吸波材料，或者像类似的电磁吸波软磁材料。
优选的，所述电磁吸波材料的饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
将本发明的磁性材料同传统Ni,Zn、Mn,Zn铁氧体，非晶，纳米晶分别进行性能测试，得出如下性能对比表。
表1
从表1可以看出，本发明的磁性材料在磁饱和强度、热导效率和最佳工作电流等性能上都强于传统Ni,Zn、Mn,Zn铁氧体，在导电率和成本等性能上都强于非晶，纳米晶，尤其是在最佳工作频率和充电效率的性能上本发明的磁性材料均优于传统Ni,Zn、Mn,Zn铁氧体，非晶，纳米晶。
因此，相较于传统的用于无线充电发射端的铁氧体和纳米晶材料，本发明的磁性材料具有体积小，成本低，适用面广等应用优势；本发明的磁性材料还具有高磁饱和强度，高热稳定性，高磁导率和低磁损，可调控频率响应等性能优点。因此本发明的磁性材料非常适用于消费类电子器件下一代大功率快速无线充电，并可拓展应用到消费类电子外的其他无线充电应用领域。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：由下层材料、中间层材料和上层材料依次叠加而成，所述中间层材料为铁氧体（1），所述上层材料和所述下层材料均为金属基软磁材料（2），所述铁氧体（1）的上下两面分别通过一层薄的透明双面胶与上下两层所述金属基软磁材料（2）粘接在一起，形成三明治结构。
2.根据权利要求1所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述铁氧体（1）为含有Ni,Zn的铁氧体或含有Mn,Zn的铁氧体，所述的含有Ni,Zn的铁氧体的饱和磁感应强度为0.2-0.4T；所述的含有Mn，Zn的铁氧体的饱和磁感应强度为0.4-0.6T。
3.根据权利要求1所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述铁氧体（1）的厚度为20-1000微米。
4.根据权利要求1所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述金属基软材料（2）为纳米晶软磁材料、非晶软磁材料或电磁吸波材料。
5.根据权利要求1所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述金属基软磁材料（2）的厚度为10-50微米。
6.根据权利要求1所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述透明双面胶为透明双面压敏胶。
7.根据权利要求1所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述透明双面胶的厚度为3-10微米。
8.根据权利要求4所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述纳米晶为含Fe、Si、B、Cu或Nb 的纳米晶软磁材料，且所述纳米晶的饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
9.根据权利要求4所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述非晶为含Fe、Si或B的非晶软磁材料，且所述非晶的饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
10.根据权利要求4所述的应用于大功率快速无线充电发射端的磁性材料，其特征在于：所述电磁吸波材料为含Fe、Si或Al的电磁吸波材料，且所述电磁吸波材料的饱和磁感应强度为1.1-1.5T。
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