【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线充电技术及电磁屏蔽，具体而言，涉及一种无线充电用隔磁片、其制备方法、具有无线充电功能的装置及应用。
技术介绍
1、无线充电技术可实现电源与负载之间的电气隔离，具有便捷灵活、安全可靠的特点，近年来受到广泛关注，已经应用于消费类电子并逐步扩展应用到电动汽车、智能家居、机器人等领域，但除了经济性外，系统效率、电磁环境等技术性能指标也始终限制着无线充电技术的大规模普及应用。
2、目前无线充电系统导磁结构主要由方形铁氧体材料拼接而成。软磁铁氧体制成的导磁体电阻率较高，可抑制涡流，使导磁体能够应用于高频领域，并具有化学特性稳定、形状尺寸可定制等特点。然而，软磁铁氧体导磁体的缺点在于饱和磁通密度较低，这直接导致大功率无线充电系统的电能耦合机构体积较大、重量较高，整体装置非常笨重。其次，块状烧结的铁氧体材质脆，不太适合移动类交通工具无线充电环境，长期的振动会导致材料碎裂。上述因素均导致了铁氧体材料在强电磁耦合过程中工作效果变差。
3、目前，纳米晶基础带材厚度为18～37μm，部分产品已经在手机无线充电模组上实现了小功率应用。大功率应用场景下，无线充电系统内磁场强度相较于小功率应用场景更大，将导致现有纳米晶带材损耗严重并产生发热问题，影响无线充电系统传能效率。
4、为解决带材在大功率应用场景下的损耗问题，需要降低软磁材料矫顽力、提高饱和磁感以进行合金成分优化，并严格控制材料涡流损耗水平。
5、现有文献(公开号cn112289578a)提供了一种磁条状纳米晶隔磁片及其制备方法和应用，
6、现有文献(公告号cn210694778u)提供了一种汽车大功率无线充电的纳米晶电磁屏蔽材料，该材料由若干层大尺寸宽幅纳米晶软磁隔磁片通过双面胶带按相互正交垂直排列分布方式粘贴层叠而成。但是在大功率应用场景下，无线充电系统内磁场强度相较于小功率应用场景更大，平铺的纳米晶带材会在带材表面产生涡流损耗，将导致现有纳米晶带材损耗严重并产生发热问题，影响无线充电系统传能效率。
7、此外，应用于现代交通工具如电动汽车无线充电技术，要求导磁材料需具备良好柔韧性以克服振动冲击，要求导磁机构之间避免缝隙以减小空间电磁的泄露；同时，接收端重量和体积需尽量减小以方便电动汽车结构设计并降低单位能耗；此外，还要尽量提高有效耦合范围以提高无线充电单位面积功率和整体效率。
8、在此基础上，研究并开发出一种损耗低且发热量少的无线充电用隔磁片对于提高无线充电系统传能效率具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种无线充电用隔磁片、其制备方法、具有无线充电功能的装置及应用，以解决现有的纳米晶隔磁片和隔磁材料在传能过程中涡流损耗高且发热量大的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种无线充电用隔磁片，该无线充电用隔磁片包括：隔磁基板、纳米晶软磁材料层和绝缘材料层；纳米晶软磁材料层设置在隔磁基板的一侧的表面上，纳米晶软磁材料层的表面设置有多个各自独立的贯穿通孔；贯穿通孔的体积为纳米晶软磁材料层总体积的60～80％；上述绝缘材料层包括覆盖设置在纳米晶软磁材料层表面的第一部分以及覆盖设置在贯穿通孔内壁表面的第二部分。
3、进一步地，纳米晶软磁材料层的磁导率为200～5000h/m，优选为700～1300h/m。
4、进一步地，贯穿通孔的直径为2～6mm；优选地，多个贯穿通孔阵列设置；更优选地，贯穿通孔的直径为相邻的两个贯穿通孔之间的最短距离的5～15倍；进一步优选地，贯穿通孔的轴向方向垂直于纳米晶软磁材料层。
5、进一步地，贯穿通孔的体积为纳米晶软磁材料层总体积的65～70％。
6、进一步地，纳米晶软磁材料层包括层叠设置的多层纳米晶磁屏蔽层，贯穿通孔贯穿于每层纳米晶磁屏蔽层；优选纳米晶软磁材料层的厚度为0.28～3mm，优选纳米晶磁屏蔽层为12～90层；优选地，相邻纳米晶磁屏蔽层之间还设置有绝缘胶带，贯穿通孔贯穿于每层纳米晶磁屏蔽层和绝缘胶带；更优选地，绝缘胶带的厚度为3～5μm。
7、进一步地，第一部分的绝缘材料层的厚度为1～5μm。
8、为了实现上述目的，本专利技术另一个方面还提供了一种本申请提供的上述无线充电用隔磁片的制备方法，该无线充电用隔磁片的制备方法包括：提供整层的纳米晶软磁材料层，然后对其进行冲孔处理，得到设置有贯穿通孔的纳米晶软磁材料层；对纳米晶软磁材料层进行绝缘处理，以形成绝缘材料层，得到绝缘化纳米晶软磁材料层；将绝缘化纳米晶软磁材料层设置在隔磁基板的一侧的表面上，得到无线充电用隔磁片；其中，绝缘处理的过程包括：将纳米晶软磁材料层浸泡在水性无机纳米胶液中，然后将浸泡后的纳米晶软磁材料层进行烘干处理，以在纳米晶软磁材料层表面形成绝缘材料层的第一部分，在贯穿通孔内壁表面形成绝缘材料层的第二部分，进而得到绝缘化纳米晶软磁材料层。
9、进一步地，按总重量为100份计，水性无机纳米胶液包括9～21份无机纳米材料、0.1～3份改性剂、30～70份成膜助剂和余量的水；优选地，无机纳米材料选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化镁和氧化钙组成的组中的一种或多种；改性剂包括硅烷偶联剂和表面活性剂；成膜助剂选自丙烯酸树脂、聚氨酯、苯丙树脂、环氧树脂组成的组中的一种或多种。
10、本专利技术的又一方面提供了一种具有无线充电功能的装置，包括电磁屏蔽组件，该电磁屏蔽组件包括本申请提供的上述无线充电用隔磁片。
11、进一步地，具有无线充电功能的装置选自电动汽车、手机、平板电脑、数码相机或穿戴移动设备组成的组中的一种或多种。
12、应用本专利技术的技术方案，通过设置多个各自独立的贯穿通孔使纳米晶软磁材料层分隔出不同区域，并且将绝缘材料层设置于纳米晶软磁材料层的表面和贯穿通孔内壁表面。其中，由于绝缘材料层具有绝缘性质，其电阻率很大，能够使含上述贯穿通孔的纳米晶软磁材料层的内部难以形成涡流；同时，将贯穿通孔以特定的布局方式和占比随纳米晶软磁材料层一起设置在隔磁基板上，这能够降低无线充电用隔磁片的涡流损耗，进而减少无线充电过程中的发热量，从而提高无线充电系统的电能传输效率。上述无线充电用隔磁片尤其适用于大功率充电场景。
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1.一种无线充电用隔磁片，其特征在于，所述无线充电用隔磁片包括：
2.根据权利要求1所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述纳米晶软磁材料层的磁导率为200～5000H/m，优选为700～1300H/m。
3.根据权利要求1或2所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述贯穿通孔的直径为2～6mm；优选地，多个所述贯穿通孔阵列设置；更优选地，所述贯穿通孔的直径为相邻的两个所述贯穿通孔之间的最短距离的5～15倍；进一步优选地，所述贯穿通孔的轴向方向垂直于所述纳米晶软磁材料层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述贯穿通孔的体积为所述纳米晶软磁材料层总体积的65～70％。
5.根据权利要求4所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述纳米晶软磁材料层包括层叠设置的多层纳米晶磁屏蔽层，所述贯穿通孔贯穿于每层所述纳米晶磁屏蔽层；优选所述纳米晶软磁材料层的厚度为0.28～3mm，优选所述纳米晶磁屏蔽层为12～90层；
6.根据权利要求1至3中任一项所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述第一部分的所述绝缘
7.一种权利要求1至6中任一项所述的无线充电用隔磁片的制备方法，其特征在于，所述无线充电用隔磁片的制备方法包括：
8.根据权利要求7所述的无线充电用隔磁片的制备方法，其特征在于，按总重量为100份计，所述水性无机纳米胶液包括9～21份无机纳米材料、0.1～3份改性剂、30～70份成膜助剂和余量的水；
9.一种具有无线充电功能的装置，包括电磁屏蔽组件，其特征在于，所述电磁屏蔽组件包括权利要求1至8中任一项所述的无线充电用隔磁片。
10.根据权利要求9所述的具有无线充电功能的装置，其特征在于，所述具有无线充电功能的装置选自电动汽车、手机、平板电脑、数码相机或穿戴移动设备组成的组中的一种或多种。
11.一种权利要求1至8中任一项所述的无线充电用隔磁片在无线充电技术领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种无线充电用隔磁片，其特征在于，所述无线充电用隔磁片包括：
2.根据权利要求1所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述纳米晶软磁材料层的磁导率为200～5000h/m，优选为700～1300h/m。
3.根据权利要求1或2所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述贯穿通孔的直径为2～6mm；优选地，多个所述贯穿通孔阵列设置；更优选地，所述贯穿通孔的直径为相邻的两个所述贯穿通孔之间的最短距离的5～15倍；进一步优选地，所述贯穿通孔的轴向方向垂直于所述纳米晶软磁材料层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述贯穿通孔的体积为所述纳米晶软磁材料层总体积的65～70％。
5.根据权利要求4所述的无线充电用隔磁片，其特征在于，所述纳米晶软磁材料层包括层叠设置的多层纳米晶磁屏蔽层，所述贯穿通孔贯穿于每层所述纳米晶磁屏蔽层；优选所述纳米晶软磁材料层的厚度为0.28～3mm，优选所述纳米晶磁屏蔽层为12...
【专利技术属性】
技术研发人员：付亚奇，石枫，唐子舜，朱航飞，单震，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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