[发明专利]电容器储能电池无线充电系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及电池领域，特别是关于一种电容器储能电池的无线充电技术。

【背景技术】

为推动低碳能源的发展，电能因为清洁环保，逐渐在各行业取代其他能源成为未来发展的主要方向。例如现有的机动车逐渐由传统的燃油机车向电动机车转换。现在已经出现有各种各样的纯电动汽车。纯电动汽车完全使用电能驱动电机工作，因此为电动汽车提供电能的储能电池成为电动汽车中非常关键的部分。

目前市场上的储能电池主要有铅酸电池，铅晶电池，镍氢电池，锂离子电池包括磷酸铁锂电池等化学电池。这类化学电池通过电能-化学能-电能的转换过程，来实现能量的储存和释放。而化学电池在能量密度，功率密度，充放电时间，和安全环保等方面都已经趋于极限。因此严重制约了新能源电动汽车产业的发展。为了克服上述化学电池功率密度低和充电速率慢的难题，电化学双电层超级电容器(EDLC)在近十年获得了迅速的发展。其电池充电可在很短的时间内完成(以秒至分钟计)。因此，它在短途公交车如2005年在烟台试运行的城市公交车和2006年在上海试运行的11路城市公交车就成功将其运用为动力电源。而在世博园运行的电动公交车很多都是采用双电层超级电容器作为动力电池组。然而，双电层超级电容器的单体模块电压低(＜3.5伏)，从而导致比能量小(≤30瓦*时/公斤)，因此大大地限制了其应用前景。

另外，如何避免电动汽车在阴雨天和洪水泛滥地区的安全行驶而不发生漏电现象，也是电动汽车电能供应系统中至关重要的技术课题之一。

因此，有必要提出一种新的技术方案以解决现有技术的前述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种电容器储能电池的无线充电系统。

为达成前述目的，本发明一种电容器储能电池无线充电系统，其包括充电电源端和被充电电池端；所述充电电源端包括可与电源电性连接产生电磁信号的发送端线圈；所述被充电电池端包括接收端线圈以及与接收端线圈电性连接的电容器储能电池，所述电池包括介电材料层以及位于介电材料层之间的平行交叉排列的正负电极层，充电时所述接收端线圈感应发送端线圈产生的电磁信号产生电流对所述电容器储能电池进行充电。

进一步地，所述接收端线圈通过电源控制器与电容器储能电池的正负电极电性连接。

进一步地，所述电源控制器包括输入电压转换器、输出电压转换器、稳压器、传感器、继电器、报警提示单元以及显示器。

进一步地，所述传感器能够检测电容器储能电池的充电情况，当充电达到预定值时，可以通过报警提示单元提示充电完成，并由继电器自动切断充电线路。

进一步地，所述电容器储能电池的充放电特性可以通过所述显示器显示。

进一步地，所述接收端线圈、电源控制器以及电容器储能电池形成一个密封的动力电源箱。

进一步地，所述密封的动力电源箱由绝缘和抗震、抗压、防水，能在-50℃至150℃的温度范围内工作的有机材料或无机材料密封。

进一步地，所述发送端线圈和接收端线圈之间通过电磁感应或磁共振技术进行充电。

进一步地，所述电容器储能电池的介电材料为一层一层的介电薄膜叠加而成，所述介电薄膜为钛酸钡纳米材料、钛酸锶纳米材料或钛酸锶钡纳米材料等各种钛酸盐纳米材料制成，或者为各种掺杂稀土之后形成的稀土参杂钛酸钡纳米材料、稀土参杂钛酸锶纳米材料或稀土参杂钛酸锶钡纳米材料制成。

进一步地，所述电容器储能电池的电极为若干层电极薄膜片叠加形成，所述电极薄膜片的材料为高比表面电极材料与高纯介电材料的复合材料，其中所述高比表面电极材料可以是多孔活性炭、石墨烯或者其他电极材料，所述高纯介电材料可以是纯度≥99.995％的钛酸钡纳米粉体、稀土参杂钛酸钡纳米粉体、钛酸锶钡纳米粉体、稀土参杂钛酸锶钡纳米粉体或者高纯度的介电材料钛酸铜钙纳米粉体。

本发明的电容器储能电池能量密度大，功率大，高效节能，相比于化学储能电池，该类电容器储能电池无能量转换及损耗，充放电效率≥95％。因此，其相对节能可达30％以上，使用寿命长，充放电次数＞10万次，而锂电池约为1000次，铅氧电池为500次，低碳环保，无二次环境污染，无安全隐患。而且本发明的电容器储能电池采取无线充电技术，可以实现快速充电，同时最大限度地消除金属电极外露，确保电路系统在密封状态下运行，避免漏电的隐患。同时，亦可消除触电的危险，特别是避免锂电池过充所带来的安全隐患。

【附图说明】

图1为本发明电容器储能电池的结构示意图。

图2为本发明电容器储能电池的部分分解示意图。

图3为本发明电容器储能电池的介电材料局部放大示意图。