[发明专利]无线充电用单/多层导磁片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线充电领域发射端和接收端感应线圈导磁用磁性材料，以及制备该材料的方法及装置，特别涉及一种无线充电用单/多层导磁片及其制备方法，其用于便携式终端等设备，以无线充电方式充电时，提高充电线圈的耦合效率，防止发射端和接收端对其他电路的电磁场干扰，为发射端和接收端线圈的交变磁场提供磁通路，保证绝大部分磁力线闭合，提高充电效率。

背景技术

无线充电技术，是指利用电磁波感应原理进行充电，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电。便携式终端、手机数码、摄像机等电子设备中的锂离子电池的充电，都是一个逆变器把交流电变换为直流电进行充电，而无线充电技术，是把交流电变换成高频100kHz及以上，然后利用电磁感应的原理，通过供电端线圈耦合到受电端线圈，然后经过交流变换到直流给二次电池充电。

目前，越来越多的便携式电子设备的充电技术逐步向无尾化(非接触式充电)迈进，无线充电技术飞速发展，以电磁感应方式充电为最普遍。但是，无线充电线圈背面多使用铁氧体软磁材料作为导磁材料，铁氧体材料如果加工成薄片，非常容易断裂，成品率低，同时，铁氧体材料的饱和磁感应强度低，大电流充电时需要很大的厚度才能防止饱和，存在致命弱点。随着电子设备小型化的要求，铁氧体材料不能满足超清超薄的要求。充电线圈的结构不像电磁炉那样要求宽泛，甚至需要绕制平面线圈，从而降低厚度。在这些结构设计中，将磁性材料用作加强发射端线圈和接收端线圈的耦合磁芯。

当快速充电或大电流充电的场合，势必带来充电线圈和磁性材料的发热， 甚至是带给其他周边部件感应加热，带来致命的影响。为了解决上述问题，需要用磁性屏蔽材料对线圈带来的磁通量进行屏蔽。对于屏蔽材料，要求磁导率高，饱和磁感高，厚度大和面积大都是有利的因素。但是，便携式终端不允许预留足够的空间，需要提供一种柔性超薄和高磁导率低损耗的材料，实现屏蔽效果。

通常非晶带材和纳米晶带材都是优良的软磁材料，作为屏蔽材料的候选之一。也可以是铁氧体和软磁粉末与聚合物的复合材料。但是，非晶材料和纳米晶材料可以制备到30μm以下的数量级，其他材料很难与之媲美。高磁导率和高饱和磁感也是其优势之一。

在无线充电模块中，磁性材料的功能包括两方面，一方面是为电磁感应的线圈耦合提供高磁导率的通道，提高充电效率；另一方面是保证感应线圈的交变磁场带来的磁力线，对其他电子部件不产生干扰，起到屏蔽作用。但是，第一方面的功能为主要功能，屏蔽功能由后续复合的铁氧体材料弥补。

作为无线充电导磁片用的非晶材料和纳米晶材料，薄带状态下的磁导率和饱和磁感都满足要求，但是，在高频下的损耗主要来自于涡流损耗，导致充电线圈的耦合效率低，品质因数Q低，涡流损耗较大。作为屏蔽功能使用满足要求。需要采用处理工艺降低涡流损耗，减小磁性材料的面积可以降低涡流损耗，也就是把非晶纳米晶磁性薄片整体片材进行小单元分割，单体小单元下的磁通小，面积小，涡流小，同时，断开了整个导磁片面积内的大循环涡流，使得耦合后的损耗降低，发热减少。将磁性薄片进行分割成小面积的单元的方法有很多，也有专利公开其中的技术，在以往公开的专利中，例如专利申请号为201280062847.1的专利申请记载了磁场屏蔽片及其制造方法和无线充电器用接收装置，专利中提到了采用层压的方法使得细片间绝缘，提高充电效率，通过单片磁性薄片上下两面施加保护膜或胶带的方式，然后进行压碎的方式，存在不能连续生产和工序繁杂的缺点。采用上下表面都粘贴胶膜，不易使磁性薄片产生裂纹。采用层压的方式，用压力保证胶进入到碎片的缝隙中，可靠性不高，绝缘效果不理想。

目前，对无线充电的磁性材料研究，还局限在铁氧体材料，对无线充电的 电子模块研究比较多，对磁性材料的研究较少。采用铁氧体材料，无疑是对便携式电子终端的薄型化发展不利，也影响可穿戴电子终端的小型化发展。

另外，作为无线充电用的导磁片材料，非晶薄带和纳米晶薄带具有热处理后脆化，不容易连续制备的缺点。

发明内容