[发明专利]磁能转化为电能的方法和磁性可充电池

说明书

本发明涉及以磁性材料储蓄并转化电能的方法和装置。

作为电源之一的电池，已经广泛应用于各个领域。但是，目前就世界范围来看，上市的电池有酸性电池，碱性电池，锂电池，太阳能电池等。除太阳能电池之外，其它电池都是以化学方法来储蓄电能。这就难免造成电池的储能效果差，放电时间短，重复使用次数少，容量小等缺陷，而且，废旧电池的丢弃也污染了环境。

因此，本发明的一个目的是提供一种以磁性材料储蓄磁能，再将磁能转化为电能的方法。

本发明的另一个目的是提供一种以磁性材料储蓄磁能，再将磁能转化为电能的磁性可充电池。

根据上述目的，本发明提供的把磁能转化为电能的方法是在由磁性材料形成的环形封闭磁场中设置若干个由N型和P型半导体材料构成的PN结，每个PN结平面均垂直于磁场的垂直方向，形成磁场感应PN结电场，将若干个PN结电场串联起来，在最外侧的P、N型半导体材料之间即形成电压。

本发明提供的磁性可充电池包括一个由磁性材料形成的封闭的磁环和放置在该磁环内的若干对N、P型半导体材料块，N、P型半导体材料块相互叠压在一起，形成多个串联的PN结，每个PN结平面均垂直于磁环的轴线，N型半导体的非“结”面朝向该磁环内磁场的垂直方向，即，用手握住磁环，四指指向磁力线的方向，大拇指垂直于四指，大拇指所指的方向即为N型半导体非“结”面的朝向，最外侧的两个N、P型半导体材料块分别构成电池的阳阴极。

根据需要，磁环可做成圆形或方形。磁环可由若干块磁性材料组成，任何两块磁性材料之间均相吸合，以便形成一个封闭式大磁环。

本发明的磁性可充电池采用物理方法储蓄电能，当电池电压下降时，只需对磁材料进行冲磁即可恢复到原来的电压值，因此，冲电迅速，使用方便，寿命长，且每冲一次电可连续使用100小时以上。此外，废旧电池的丢弃不会污染环境。

以下根据附图叙述本发明的磁性可充电池的工作原理：

图1是本发明的磁性可充电池的纵剖视意图;

如图1所示，本发明的磁性可充电池包括一个由磁性材料构成的磁环1，在磁环1内具有两个N型半导体块2和两个P型半导体块3，这四块半导体材料形成三个PN结4，每个PN结平面均垂直于磁环1的轴线。位于最外侧的P、N半导体各具有一个面不构成PN结，其中，N型半导体的非“结”面朝向磁环磁场的垂直方向，即，用右手握住磁环，四指指向磁力线的方向，大拇指与四指垂直，大拇指所指的方向即为N型半导体的非“结”面的朝向;P型半导体的非“结”面朝向磁环的另一端。最外侧的N型半导体构成电池的阳极，P型半导体构成电池的阴极。

众所周知，在半导体材料硅中加入不同的化学元素，即成为目前使用的电子半导体材料。在硅中加入化学元素硼，就可制成P型半导体，在P型半导体中存在大量的空穴（载流子）。在硅中入化学元素磷，就制成了N型半导体，在N型半导体中存在大量的自由电子（载流子）。将N型半导体材料和P型半导体材料压在一起，就组成了半导体PN结。在这两种半导体之间进行电子和空穴的漂移，形成PN结电场。若将若干个PN结电场串联起来，即形成PN结串联电场。由于PN结之间除漂移外还进行由PN结电场所造成的电荷运动，正是这样，对于每一个PN结来说，对外不显电压，实质上是一个动态平衡。如果将此PN结串联电场放在一个圆形封闭的磁环中，这种动态平衡将被打破。根据处在磁场中的带电离子将受到罗伦磁力的作用，自由电子将沿着磁环轴线向一端移动，空穴将沿着轴线向另一端移动。由于这种运动，造成半导体两端存在电势差，即形成电压（这一点跟太阳能硅电池相同）。当电池外电路接通时，就有电流通过。此电流形成的磁场与圆形封闭磁场相反。随着时间的延长，构成磁环的磁块退磁，电压下降，这时，将磁块再进行充磁，电池就恢复到原来的电压差。