本发明涉及无线充电技术领域，具体是涉及一种无线充电接收端用隔磁片及其制备方法。
背景技术：
随着电子技术的飞速发展，无线充电技术逐渐进入到人们的日常生活，应用于消费类电子、工业医疗等领域。其中，在手机无线充电系统中目前主要采用qi标准，应用频率为100khz—200khz，功率通常较小，不超过几十瓦。
无线充电系统主要由隔磁片和线圈组成，其中隔磁片的导磁、屏蔽特性对于系统的电能传输效率有着重要的影响。通常，隔磁片材料主要包括铁氧体磁片和纳米晶磁片，铁氧体磁片具有高磁导率、低损耗等特点，而纳米晶材料经过碎化处理后具有与铁氧体相当的导磁特性，同时饱和磁化强度要比铁氧体高很多，因此，纳米晶材料正逐渐成为小功率无线充电系统的主流隔磁材料。
然而，纳米晶材料具有较低的电阻率，导致在高频下使用涡流损耗较大，大大影响了电能传输效率。一种改进方法是将纳米晶进行微碎化处理，提高纳米晶的电阻率，降低高频下涡流损耗。但是，单层的纳米晶磁片厚度仅为20μm左右，无法满足无线充电的要求，一般需要将3-5层纳米晶薄片叠起来使用。
由于纳米晶薄片极脆，在碎化及叠层过程中极易损坏，因此，多层纳米晶隔磁片在制备过程中需对纳米晶薄片进行碎化处理，再将多层经过碎化处理的纳米晶薄片通过双面胶进行贴合，最终形成纳米晶隔磁片，以保证纳米晶隔磁片的力学特性。
目前手机无线充电接收端使用隔磁片大多为这种多层纳米晶薄片与胶层交替相间的复合结构。胶层的存在可以保证纳米晶隔磁片具有一定力学性能和柔韧性，但也存在着一些问题，例如：(1)由于手机设计空间非常狭小，对于无线充电接收端隔磁材料厚度也需要严格控制，胶层为非磁性材料，而胶层在整个隔磁片中的体积占比约20％左右，因此，非磁性胶层的存在大大占用了磁性材料的空间，导致隔磁片的磁特性有一定程度的降低；(2)隔磁片的结构为多层纳米晶薄片与胶层相间的多层复合结构，胶层将相邻的纳米晶薄片隔离开来，导致隔磁片在工作过程中磁力线无法均匀分布在隔磁片中，进而影响了无线充电过程中的电能传输效率；(3)胶层多为高分材料，导热系数较差，影响了整个无线充电系统的散热；(4)用于无线充电接收端隔磁材料中的胶层价格较为昂贵，大大增加了无线充电系统的成本。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供了一种无线充电接收端用隔磁片及其制备方法，该隔磁片由纳米晶薄片与软磁复合材料多层复合而成，大大提高了磁性材料在整个隔磁片中的占比，有利于无线充电效率的提升。
为达到本发明的目的，本发明的无线充电接收端用隔磁片为纳米晶薄片与软磁复合材料层交替复合而成的复合材料，其中，所述软磁复合材料层中包含软磁磁粉和高分子粘结剂，所述软磁磁粉为鳞片状铁基合金磁粉。
优选地，所述软磁磁粉为铁硅、铁硅铝、铁镍、铁镍钼体系磁粉；更优选地，所述软磁磁粉为铁硅铝、铁镍体系磁粉。
进一步地，所述高分子粘结剂为环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、丙烯酸树脂、脲醛树脂、丁腈橡胶、氯丁橡胶、合成橡胶中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述软磁复合材料层由片状铁硅铝软磁磁粉、聚氨酯组成，铁硅铝磁粉成分为fe85si9.6al5.4，或者由片状铁镍软磁磁粉、环氧树脂组成，铁镍磁粉成分为fe50ni50。
进一步地，所述纳米晶薄片层，成分不限，要求适用于无线充电，优选为铁基纳米晶体系。
进一步地，所述软磁复合材料层中软磁磁粉与高分子粘结剂的重量百分比为50-90：10-50。
进一步地，所述软磁复合材料层中还可以包含辅料，所述辅料为利于制备软磁复合材料层成型的添加材料，不影响复合软磁材料的磁特性，优选地，所述软磁复合材料层中辅料的重量百分含量不高于1.5％。
进一步地，所述纳米晶薄片厚度为14μm-25μm。
进一步地，所述软磁复合材料层厚度为5μm-30μm，例如5μm-15μm。
进一步地，所述纳米晶薄片与软磁复合材料层都为多层，纳米晶薄片层数为m，2≤m≤6；软磁复合材料层层数为n，n＝m-1。
另一方面，本发明还提供了一种上述无线充电接收端用隔磁片的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)配置含有软磁磁粉、高分子粘结剂、辅料以及溶剂的浆料，混合均匀，采用流延、涂布、喷涂工艺将软磁复合材料涂覆在纳米晶薄片表面，调节软磁复合层的厚度，去除溶剂，形成复合磁片；
(2)在步骤(1)的复合磁片的软磁复合材料层表面贴覆纳米晶薄片，依靠软磁复合材料自身的粘黏性实现纳米晶薄片与软磁复合材料层的紧密贴合；
(3)重复步骤(1)和步骤(2)，制备多层的纳米晶薄片和软糍复合材料交替的叠层结构；
(4)将步骤(3)中的复合磁片放入有加热功能的对辊压机中微碎化处理，最终获得隔磁片。
本发明所述方法中要求要求对辊压机中有加热功能，是为了实现复合磁片中软磁复合材料层中高分子材料的玻璃化转化或硫化。
进一步地，所述对辊压机辊压压力为50kg-75kg，例如60kg-65kg。
进一步地，所述对辊压机辊压速度为5m/min-10m/min。
进一步地，所述辊压次数为2-6次，且辊压时候先后沿着x轴和y轴方向交替辊压。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)与传统的多层纳米晶薄片经过胶水黏合的隔磁片相比，本发明提出的隔磁片由纳米晶薄片与软磁复合材料多层复合而成，软磁复合层具有良好导磁特性，大大提高了磁性材料在整个隔磁片中的占比，导致了隔磁片具有更高的磁导率、电感以及q值，有利于无线充电效率的提升；
(2)由于软磁复合层的导磁特性，使得无线充电系统在工作过程中产生的磁力线更加均匀地分布在隔磁片中，进一步有利于无线充电系统的传输效率的提升。
(3)传统的隔磁片制备流程中首先对纳米晶薄片进行微碎化处理，然后再进行逐层黏贴成型。本发明中先将多层纳米晶薄片和软磁复合层进行复合，然后再进行微碎化处理，工艺更加简单，成本较低。
(4)本发明微碎化处理的过程中软磁复合层材料在压力和温度的作用下完成玻璃化或硫化，提升软磁复合材料密度和磁性的同时，也增强了纳米晶薄片和软磁复合层的粘结性；此外，同时分别对从两个完全垂直的方向进行微碎化处理，处理后的纳米晶薄片碎化的更加均匀，有利于无线充电系统传输效率的提升。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
所述纳米晶薄片层，成分为1k107b，即fe73.5si13.5b9nb3cu1(重量百分比)，薄片厚度为20μm，纳米晶薄片层数为4；
所述软磁复合材料层，由片状铁硅铝软磁磁粉、聚氨酯组成，铁硅铝磁粉成分为fe85si9.6al5.4，鳞片状磁粉平均厚度为1.1μm，径向方向平均尺寸为99.6μm，软磁复合材料层层数为3。软磁复合材料层厚度为10μm。软磁磁粉、高分子粘结剂重量百分比例为软磁磁粉85％，高分子粘结剂15％。
制备方法为：
(1)配置含有鳞片状铁硅铝磁粉、聚氨酯以及无水乙醇(溶剂)的浆料，混合均匀，采用喷涂工艺将软磁复合材料涂覆在纳米晶薄片表面，烘干去除无水乙醇，形成复合磁片；
(2)在步骤(1)的复合磁片的软磁复合材料层表面贴覆纳米晶薄片，依靠软磁复合材料自身的粘黏性实现纳米晶薄片与软磁复合材料层的紧密贴合；
(3)重复步骤(1)和步骤(2),制备多层的纳米晶薄片和软糍复合材料交替的叠层结构。
(4)将步骤(3)中的复合磁片放入对辊压机中微碎化处理。对辊压机具有加热功能，辊温为150℃；辊压压力为65kg；辊压速度为8m/min。辊压次数为2次，先后沿着x轴和y轴方向交替辊压各一次。最终获得隔磁片总厚度为0.11mm。
对比实施例1
作为实施例1的对比实施例1，选用实施例1中的纳米晶薄片作为原材料，并利用对辊机对其进行微碎化处理，再用双面胶带将微碎化处理后的纳米晶薄片黏贴在一起，其中纳米晶薄片4层，胶层为3层，胶层厚度为10μm，隔磁片总厚度为0.11mm。
实施例2
所述纳米晶薄片层，成分为1k107b，即fe73.5si13.5b9nb3cu1(重量百分比)，薄片厚度为16μm，纳米晶薄片层数为5；
所述软磁复合材料层，由片状铁镍软磁磁粉、环氧树脂组成，铁镍磁粉成分为fe50ni50，鳞片状磁粉平均厚度为0.9μm，径向方向平均尺寸为132μm，软磁复合材料层层数为4。软磁复合材料层厚度为10μm。软磁磁粉、高分子粘结剂重量百分比例为软磁磁粉87％，高分子粘结剂13％。
制备方法为：
(1)配置含有鳞片状铁镍磁粉、聚氨酯以及无水乙醇(溶剂)的浆料，混合均匀，采用喷涂工艺将软磁复合材料涂覆在纳米晶薄片表面，烘干去除无水乙醇，形成复合磁片；
(2)在步骤(1)的复合磁片的软磁复合材料层表面贴覆纳米晶薄片，依靠软磁复合材料自身的粘黏性实现纳米晶薄片与软磁复合材料层的紧密贴合；
(3)重复步骤(1)和步骤(2),制备多层的纳米晶薄片和软糍复合材料交替的叠层结构。
(4)将步骤(3)中的复合磁片放入对辊压机中微碎化处理。对辊压机具有加热功能，辊温为160℃；辊压压力为70kg；辊压速度为8m/min。辊压次数为4次，先后沿着x轴和y轴方向交替辊压各两次。最终获得隔磁片，隔磁片总厚度为0.12mm。
对比实施例2
作为实施例2的对比实施例2，选用实施例2中的纳米晶薄片作为原材料，并利用对辊机对其进行微碎化处理，再用双面胶带将微碎化处理后的纳米晶薄片黏贴在一起，其中纳米晶薄片5层，胶层为4层，胶层厚度为10μm，隔磁片总厚度为0.12mm。
实施例3
所述纳米晶薄片层，成分为1k107b，即fe73.5si13.5b9nb3cu1(重量百分比)，薄片厚度为16μm，纳米晶薄片层数为5；
所述软磁复合材料层，由片状铁镍软磁磁粉、环氧树脂组成，铁镍磁粉成分为fe50ni50，鳞片状磁粉平均厚度为0.9μm，径向方向平均尺寸为131μm，软磁复合材料层层数为4。软磁复合材料层厚度为20μm。软磁磁粉、高分子粘结剂重量百分比例为软磁磁粉87％，高分子粘结剂13％。
制备方法为：
(1)配置含有鳞片状铁镍磁粉、聚氨酯以及无水乙醇(溶剂)的浆料，混合均匀，采用喷涂工艺将软磁复合材料涂覆在纳米晶薄片表面，烘干去除无水乙醇，形成复合磁片；
(2)在步骤(1)的复合磁片的软磁复合材料层表面贴覆纳米晶薄片，依靠软磁复合材料自身的粘黏性实现纳米晶薄片与软磁复合材料层的紧密贴合；
(3)重复步骤(1)和步骤(2),制备多层的纳米晶薄片和软糍复合材料交替的叠层结构。
(4)将步骤(3)中的复合磁片放入对辊压机中微碎化处理。对辊压机具有加热功能，辊温为160℃；辊压压力为70kg；辊压速度为8m/min。辊压次数为4次，先后沿着x轴和y轴方向交替辊压各两次。最终获得隔磁片，隔磁片总厚度为0.12mm。
对比实施例3
作为实施例3的对比实施例3，选用实施例3中的纳米晶薄片作为原材料，并利用对辊机对其进行微碎化处理，再用双面胶带将微碎化处理后的纳米晶薄片黏贴在一起，其中纳米晶薄片5层，胶层为4层，胶层厚度为6μm，隔磁片总厚度为0.11mm。
实施例4
所述纳米晶薄片层，成分为1k107b，即fe73.5si13.5b9nb3cu1(重量百分比)，薄片厚度为20μm，纳米晶薄片层数为4；
所述软磁复合材料层，由片状铁硅软磁磁粉、聚氨酯组成，铁硅磁粉成分为fesi3.5cr0.1c0.01，鳞片状磁粉平均厚度为0.95μm，径向方向平均尺寸为103μm，软磁复合材料层层数为3。软磁复合材料层厚度为10μm。软磁磁粉、高分子粘结剂重量百分比例为软磁磁粉85％，高分子粘结剂15％。
制备方法为：
(1)配置含有鳞片状铁硅磁粉、聚氨酯以及无水乙醇(溶剂)的浆料，混合均匀，采用喷涂工艺将软磁复合材料涂覆在纳米晶薄片表面，烘干去除无水乙醇，形成复合磁片；
(2)在步骤(1)的复合磁片的软磁复合材料层表面贴覆纳米晶薄片，依靠软磁复合材料自身的粘黏性实现纳米晶薄片与软磁复合材料层的紧密贴合；
(3)重复步骤(1)和步骤(2),制备多层的纳米晶薄片和软糍复合材料交替的叠层结构。
(4)将步骤(3)中的复合磁片放入对辊压机中微碎化处理。对辊压机具有加热功能，辊温为150℃；辊压压力为65kg；辊压速度为8m/min。辊压次数为2次，先后沿着x轴和y轴方向交替辊压各两次。最终获得隔磁片总厚度为0.11mm。
对比实施例4
作为实施例1的对比实施例4，与实例1的区别在于辊压压力45kg。
对比实施例5
作为实施例1的对比实施例5，与实例1的区别在于辊压速度为12m/min。
对比实施例6
作为实施例1的对比实施例6，与实例1的区别在于辊压次数为1次。
对比实施例7
作为实施例1的对比实施例7，与实例1的区别在于辊压次数为8次。
对比实施例8
作为实施例1的对比实施例8，与实例1的区别在于辊压方向为仅为x轴方向。
对比实施例9
作为实施例3的对比实施例9，与实例2的区别在于软磁复合材料层厚度为5μm。
对比实施例10
作为实施例3的对比实施例10，与实例2的区别在于软磁复合材料层厚度为15μm。
效果实施例
将隔磁材料冲裁成外径18.8mm、内径9.9mm的圆环，用于磁导率测试。测试设备为是德e4990a，测试频率为128khz。磁导率为复数磁导率，包括磁导率实部μ’和磁导率虚部μ”，其中μ’越高，隔磁片的导磁特性越好，μ”越低，隔磁片磁损耗越小。为了更加直观说明隔磁片对无线充电系统传输效率的影响，采用idt生产的型号为p9221-evk的无线充电系统接收端装置进行充电效率测试，该系统为15瓦，符合qi标准，将隔磁片固定在线圈背面，启动测试装置，测试电能传输效率。结果如下：
比较实施例1与对比实施例1、实施例2与对比实施例2、实施例3与对比实施例3的测试结果，本发明提供的复合结构磁片的磁导率实部更高，导磁作用更强，同时虚部更低，损耗更小，无线充电系统的电能传输效率更高。
比较实施1与对比实施例4、对比实施例5、对比实施例6、对比实施例7、对比实施例8的测试结果，实施例1具有更高的电能传输效率，兼具较高的磁导率实部和较低的磁导率虚部。压力过小、速度过快、辊压次数过少、单方向辊压会导致隔磁片微碎化处理不充分，导致隔磁片的损耗较高，进而影响电能传输效率，而辊压次数过多会使得隔磁片过度碎化，导致磁导率实部下降明显，进而影响电能传输效率。因此，本发明中的微碎化处理工艺参数需进行严格限定。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。