本发明涉及无线通电应用
技术领域：
，更具体地说，本发明涉及一种无线充电应用复合隔磁片，本发明还涉及一种无线充电应用复合隔磁片的制备工艺，本发明还涉及一种无线充电应用复合隔磁片。
背景技术：
：无线充电技术，英文名称为wirelesschargingtechnology，又称为感应充电、非接触式充电，是源于无线电力输送技术产生的一种新型充电技术。无线充电技术利用近场感应，由无线充电器将能量传送至需充电设备，该设备使用接受到的能量对电池进行充电，且为设备本身的运作提供能量。由于无线充电器与充电设备之间通过电感耦合来传送能量，因此无需电线连接。无线充电技术原理，初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。目前最为常见的充电解决方案就采用了电磁感应，事实上，电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感，中国本土的比亚迪公司，早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利，就使用了电磁感应技术，现有三星，苹果都加入无线充电领域。一般穿戴设备功率为1-3w，智能手机平板功率为5-10w，笔记本电脑和电动工具功率为30-150w，智能家电功率为200-2kw主流技术主流的无线充电标准有五种：qi标准、powermattersalliance(pma)标准、allianceforwirelesspower(a4wp)标准、inpofi技术、wi-po技术。目前已经形成三个影响力较大的联盟组织wpc、a4wp以及pma。各自拥有会员多达几十甚至上百家公司。其中wpc与pma致力于近距离无线充电技术，如我们比较熟悉的手机无线充电。而a4wp的技术定位在远距离无线能量传输，希望能够实现几十厘米甚至几米等级的传输距离。无线充电技术近年发展迅速，目前已经广泛应用到了智能穿戴设备(手表)、智能手机平板、无线电话、电动汽车等领域。但发展过程中也遇到了很多技术难题，如充电效率低、成本高、充电局限性较大、充电温升高。无线充电过程中会产生交变电磁场，而当交变电磁场遇到金属，会产生电子涡流，在金属上产生热能，造成传输效率较低，电能浪费，如果充电电池内部金属板受到该磁场的影响，产生的涡流损耗会引起电池发烫，引起爆炸或火灾不安全，而且该磁场会干扰周围器件，影响整个充电器的正常工作。因此在技术层面上必须采用屏蔽材料或者吸波材料，来阻挡磁力线外泄，来保障整个充电系统的安全高效的工作，在实际应用中发射端和接收端线圈都放置在屏蔽片上，以达到提高效率，降低干扰的目的。随着智能手机的充电功率的增大(现在是5-15w之间)和技术的进步使用频率的升高如325khz，磁共振技术(6.78mhz)。常规的技术是使用一个高导磁率的铁氧体和常规制作的非晶纳米晶来做屏蔽材料。qi充电标准中的充电频率范围在100-200khz之间，在小功率使用隔磁片的效果与常规非晶纳米晶，铁氧体差别不是很大，在10-15w功率下本工艺制作的隔磁片的效果明显优于铁氧体，常规制作非晶纳米晶。市面带有无线充电手机，基本都采用非晶或者纳米晶屏蔽片，三星早就采用，苹果现在也试图应用非晶纳米晶屏蔽片。随着充电需求功率的增加和充电新技术的产生，充电效率提高、温升小等一直以来都是无线充电行业追求的目标。许多专利均提到了非晶叠片、滚压破碎、热处理工艺、蚀刻工艺，激光切割工艺等压合时使胶填满碎片的间隙，从而增加磁阻、降低涡流损耗，以提高充电效率。上述提到的工艺虽然有在降低涡流损耗，但是其工艺方法具有很大的弊端，如滚压破碎后的碎片杂乱无章形状缝隙大小不一致(胶体填充大小不一的缝隙，造成材料层间磁性材料在一定频率下介电常性能不一)，造成性能不稳定(磁导率差值过大)，虽然激光切割工艺，可以控制形状，但是受限于激光束宽度和高温对能性能的影响，切割时高温对承载胶层的损伤(变形，变性)。而且切割会产生大量烟雾，对人体损害大对空气的污染严重不，利于环保且生产效率偏低。蚀刻工艺，虽然可以控制其形状和缝隙宽度，但是对贴合胶层的带材蚀刻，性能一致性差，充电效率较低。技术实现要素：本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本发明还有一个目的是提供了一种无线充电应用复合隔磁片的制备工艺，工艺简单、成本低廉且利于环保。本发明还有一个目的是提供了一种无线充电应用的复合隔磁片，其具有低的涡流损耗，高的充电效率，温升较小，铜层和石墨层的配合实现了优良的导热散热性能。为了实现上述目的，本发明公开了一种无线充电应用复合隔磁片的制备工艺，包括以下步骤：步骤一、对绕制的软磁材料带材进行热处理；步骤二、将热处理后的软磁材料带材破碎成粉体，并对所述粉体进行制浆；步骤三、将所述浆涂覆在高分子基材的一个表面，以在所述高分子基材的表面形成一定厚度的屏蔽层，对具有屏蔽层的高分子基材进行烘烤；步骤四、通过电沉积在烘烤后的屏蔽层表面沉积铜层，并在所述铜层的表面粘贴石墨层，得到复合隔磁片。优选地，所述高分子基材的厚度为3μm～50μm，所述高分子基材为pet单面胶或者pi单面胶；所述屏蔽层的厚度为10μm～600μm。优选30～500μm。优选地，所述步骤二中，使用球磨机将热处理后的软磁材料带材球磨破碎成粉体，并对所述粉体进行包裹处理，所述粉体的尺寸为100nm～80μm。粉体的形状为球形、树枝状、片状、雪花状等。使用气相二氧化硅等氧化物或者偶联剂对粉体进行包裹。优选地，所述步骤二中，对所述粉体进行制浆为：将包裹后的粉体与树脂粘接剂和功能性粉体混合成浆料，通过三辊机使所述浆料分散均匀，以得到固含量为65％～96％的浆。包裹后的粉体：树脂粘接剂：功能性粉体的质量百分比为(60-90％)：(5-20％)：(0-30％)，固含量优选70％～94％。优选地，所述树脂粘接剂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸中的一种或者一种以上，所述树脂粘接剂的固含量为20％～40％。优选地，所述功能性粉体由为金属氧化物和感光银粉混合而成，所述金属氧化物为三氧化二铁、四氧化三铁或者氧化锌。优选地，所述步骤一中，热处理过程是将绕制的软磁材料带材放置在加磁场或者不加磁场的热处理炉内进行热处理，软磁材料带材为铁基非晶合金、铁基纳米晶合金、钴基非晶合金或者钴基纳米晶合金；所述铁基非晶合金和钴基非晶合金热处理温度为380～520℃，保温30～120min；所述铁基纳米晶合金和钴基纳米晶合金热处理温度为480～650℃，保温30～120min。优选地，所述步骤三中，烘烤温度为90-120℃，保温40-60min。优选地，所述步骤四中，铜层的厚度为2μm～3μm。本发明公开了一种无线充电应用复合隔磁片，包括：高分子基材；屏蔽层，其使用涂布工艺或者印刷工艺涂覆在所述高分子基材的一个表面；铜层，其使用电沉积工艺沉积在所述屏蔽层的外表面；石墨层，其使用双面胶粘贴在所述铜层的外表面。本发明至少包括以下有益效果：1、本发明提供的无线充电应用复合隔磁片的制备工艺简单，成本较低，经济环保，且制备的复合隔磁片具有优异的性能。2、本发明提供的复合隔磁片的电磁性能优良，磁损更小，品质因数较高、表面阻抗较大涡流损耗更小，使得充电效率得以提高，能量传输损耗小，且复合隔磁片稳定性好。3、本发明提供的复合隔磁片中的石墨层在水平方向散热，铜层在垂直方向上散热，实现了优异的导热散热性能。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本发明所述的无线充电应用复合隔磁片的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。本发明提供了一种无线充电应用复合隔磁片的制备工艺，具体包括以下流程：将绕制的软磁材料带材放置在加磁场或者未加磁场的热处理炉内进行热处理；使用球磨机将热处理后的软磁材料带材进行球磨破碎为一定尺寸的粉体，使用气相二氧化硅等氧化物或者偶联剂对粉体进行包裹；将包裹后的粉体与树脂粘接剂、功能性粉体进行混合，通过三辊机使其分散均匀，得到固含量为65％-96％的浆；使用涂布工艺或者印刷工艺将浆涂覆在高分子基材的表面，得到涂覆厚度为10～600μm的屏蔽层；通过光线照射使功能性粉体内的感光银粉浮在屏蔽层的表面，再设定烘烤过程的温度为90-120℃，保温40-60min，以挥发掉溶剂，使银粉分布形成微导电层；通过电沉积在屏蔽层的表面沉积铜层，厚度为2～3μm，使用双面胶在铜层的表面粘贴石墨层，形成复合隔磁片。如图1所示，本发明提供了一种无线充电应用复合隔磁片，包括：高分子基材1、屏蔽层2、铜层3、石墨层4、粘贴在高分子基材1外表面的离型膜7，设置在石墨层4和铜层3之间的胶层5，还包括粘接在石墨层4外表面的的pet6，高分子基材1可以为pet单面胶或者pi单面胶。在使用时，在石墨层4上粘贴绕线线圈或者fpc，形成组件，可以用于高精密仪器的电磁场隔磁领域。本发明中，浆的固含量以及屏蔽层的厚度影响了充电效率和能量损耗。通过大量试验对无线充电效率和温升分别进行测试，得到浆的固含量和屏蔽层的厚度会影响涡流损耗，进而影响充电效率。如果固含量过高，会造成复合隔磁片局部电阻率变小，使涡流损耗变大。如果屏蔽层的厚度太薄，粉体颗粒之间会有漏磁现象造成能量损耗，磁力线会打在金属板产生涡流，造成能量的损失，影响组件性能。同时利用铜和石墨的优良热传导性，更能减小温升。本发明制备了30种复合隔磁片，其浆的固含量不同和屏蔽层厚度不同，各个复合隔磁片的固含量和屏蔽层厚度如表1所示：表1.30种复合隔磁片中屏蔽层厚度和固含量参数表2.屏蔽层厚度相同、固含量不同的复合隔磁片的性能案例固含量(％)屏蔽层厚度(μm)电感(μh)组件rs(mω)实例2603511.880201.01实例7703512.351199.09实例12803512.398184.11实例17853512.452182.93实例22903512.4680177.15实例27953512.478198.00通过表2可以看出，随着浆的固含量的增多，电感也逐渐变大，组件的阻抗值从大变小再增大。表3.屏蔽层厚度相同、固含量不同的复合隔磁片的充电效率比较表3中，屏蔽层的厚度均为40μm，固含量不同的复合隔磁片和辊压破碎工艺制作对比，与传统铁氧体对比，充电效率最低的实例22都比传统铁氧体的效率高。说明本发明的复合隔磁片优于传统铁氧体磁性能，屏蔽层厚度相同的条件下，固含量为65％-96％之间时充电效率最高。择优选择70％-94％。表4.固含量相同、屏蔽层厚度不同的复合隔磁片的性能案例固含量(％)屏蔽层厚度(μm)电感(μh)组件rs(mω)实例11801012.083211.01实例12804012.376182.09实例13806012.562182.11实例148010012.787179.93实例158050013.02175.15表4中，固含量均为80％，屏蔽层的厚度不同，可以看出，随着屏蔽层厚度的增加，电感逐渐增加，磁导率也会增加，组件rs值变小。表5.固含量相同、屏蔽层厚度不同的复合隔磁片的充电效率表5为固含量80％条件下，屏蔽层厚度不同的复合隔磁片和传统铁氧体充电效率对比，与传铁氧体对比，充电效率最低的实例都比传统效率高。说明铁氧体相对损耗较大而且铁氧体散热性较差，导致充电效率偏低，相同固含量条件下，屏蔽层厚度为10-600μm效率较高，择优选取40-500μm。表6.复合隔磁片与铁氧体的温升对比综上所述纵横比较可得出，浆的固含量70％～94％和屏蔽层的厚度为30～500μm时，充电效率最高。在相同的无线充电工作条件下，复合隔磁片的温升要比铁氧体小7～8℃。通过对比传统铁氧体充电效率和温升，本发明两种工艺均较一般材料、工艺优异。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。当前第1页12