一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线及其制备方法，由外至内依次包括无机绝缘多巴胺/压电高分子杂化聚合物外层、磁性纳米铁氧材料中层以及导电内层；所述无机绝缘外层与所述磁性纳米铁氧材料中层均间隔分布于所述导电内层外侧圆弧上，所述间隔分布的角度α为15°～20°，所述间隔分布孔隙内填充有绝缘材料；所述外层、中层和内层的重量比为(1～5):(8～10):(3～5)。本申请提供的漆包线具有自粘性，能够因形变而产生磁转换能力，具有高饱和磁化强度，可实现远距离大功率磁电转换，在距离远的情况下，可以保证较高的磁转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线及其制备方法
本专利技术涉及无线充电线圈漆包线
，尤其涉及一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线及其制备方法。
技术介绍
无线充电，源于无线电能传输技术，现今应用较为成熟的是利用近场耦合的方式，为接收设备进行充电，小功率的接收设备一般为便携式电子设备，如手机、MP3播放器、平板电脑等。大功率的接收设备一般为电动汽车、高尔夫球车等。无线电能传输涉及多个领域，除了生活中常用的电子设备，也涉及医疗设备、军用设备等领域。计算机技术、电子技术的飞速发展也促进了对无线电能传输技术的研究。现有技术中的无线充电技术首选是Qi标准，传输端(即充电底座)通过流过的电流产生磁场，手机Qi模块(相当于接收端)通过电磁感应将磁场转化为电流，磁场随着离场源越远，磁感应强度会逐渐降低，导致磁场大打折扣，充电速率随之降低，且现有技术中的无线充电线圈漆包线最外层的绝缘层之间具有一定的孔隙，会造成空气电阻，进一步造成了充电效率的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有自粘性无机绝缘外层、纳米晶软磁合金磁性纳米铁氧体材料中层和导电内层的漆包线，以解决上述
技术介绍
中的绝缘外层之间会造成空气电阻，普通漆包线材料和结构会造成充电效率低下的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线，由外至内依次包括无机绝缘外层、磁性纳米铁氧材料中层以及导电内层；所述无机绝缘外层与所述磁性纳米铁氧材料中层均间隔分布于所述导电内层外侧圆弧上，所述间隔分布的角度α为15°～20°，所述间隔分布孔隙内填充有绝缘材料；所述无机绝缘外层为多巴胺/压电高分子杂化聚合物；所述磁性纳米铁氧材料为纳米晶软磁合金，分子式为Si-Fea-Crb-Alc-Tid-Nbe，其中，20≤a≤25，10≤b≤15，10≤c≤15，8≤d≤10，3≤e≤5；所述导电内层为实心高抗氧化银铜合金；所述外层、中层和内层的重量比为(1～5):(8～10):(3～5)。进一步地，所述外圈无机绝缘外层与所述磁性纳米铁氧材料中层的间隔间隙保持一致。进一步地，所述间隔分布孔隙内填充的绝缘材料为聚醚环氧树脂。进一步地，所述多巴胺/压电高分子杂化聚合物，按重量组分计，包括以下组分：进一步地，所述压电高分子聚合物为聚偏氟乙烯、聚萘甲酸乙酯、聚对亚苯基二甲基、聚氟乙烯丙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚偏氟二氯乙烯。进一步地，所述多巴胺/压电高分子杂化聚合物的制备方法，包括以下步骤：1)将所述重量组分的压电高分子聚合物溶于蒸馏水中，于40℃～50℃下熔融，将所述重量组分的氧化锌，然后于200rpm～300rpm下逐滴加入2,6-双(3-氨基苯氧基)苯甲腈，持续搅拌5min～10min；2)将所述重量组分的聚酰胺酸与所述重量组分的4,4'-氧化邻苯二酸酐，于50Hz～100Hz频率下进行超声波熔融聚合，于35℃～45℃下形成熔融胶体，于50rpm～100rpm转速下加入所述重量组分的BaFe12O19；3)将所述步骤1)得到的混合物和所述步骤2)得到的混合物混合，并加入所述重量组份的N,N-二甲基乙酰胺，于黑暗环境、15℃～20℃下，以10cm2/min～20cm2/min的吹速下鼓吹空气45min～60min，使混合物干燥，将所述重量组分的多巴胺案按照1:3～1:5的体积比溶于95％乙醇中，将所述干燥后的混合物浸没于所述多巴胺乙醇溶液中，浸没后于80℃～100℃真空下烘干20min～30min，得到多巴胺/压电高分子杂化聚合物。进一步地，所述实心高抗氧化银铜合金的直径为0.05mm～0.30mm。进一步地，磁性纳米铁氧材料Si-Fea-Crb-Alc-Tid-Nbe纳米晶软磁合金的制备方法，包括以下步骤：A1：按照分子式中各元素的摩尔比进行称重，将各元素原料粉末于真空炉中100bar～300bar压力、500℃～650℃下熔炼45min～1h；A2：熔炼结束后，以50℃/min速率于真空条件下缓慢降温，并于300℃时停滞10min，加入CaCO3除渣剂，搅拌10min～20min后，过100目～150目筛，然后继续以50℃/min速率降温至25℃～27℃，得到预制合金；A3：将所述步骤A2得到的预制合金采用重力喷带技术制备成合金带材，根据尺寸需要卷绕成磁性纳米铁氧材料带芯。本申请还提供上述具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线的制备方法，包括以下步骤：1)将所述重量比的直径为0.05mm～0.30mm的实心高抗氧化银铜合金，于350℃～450℃退火，得到导电内层实心高抗氧化银铜合金丝；2)将所述重量比的磁性纳米铁氧材料浸没于浓度为20mM～35mM浓度的二甲基甲酰胺溶液中，形成磁性纳米铁氧材料有机溶液，将所述步骤1)得到的导电内层实心高抗氧化银铜合金丝套接于具有15°～20°间隔圆弧第一外壳模型后，浸没于所述磁性纳米铁氧材料有机溶液中，于45℃～65℃、30cm2/min～40cm2/min流速的N2气氛下干燥固化，得预制体；3)将所述重量比的外层多巴胺/压电高分子杂化聚合物于30℃～40℃下加热熔融，将固化后的带有第一外壳模型的预制体套接于具有15°～20°间隔圆弧第二外壳模型后，浸没于所述熔融的多巴胺/压电高分子杂化聚合物，于55℃～75℃、30cm2/min～40cm2/min流速的N2气氛下干燥固化；所述第一外壳模型外径等于所述第二外壳模型内径，得到漆包线前体物；4)将干燥固化后的带有第一外壳模型和第二外壳模型的所述步骤3)得到的漆包线前体物浸没于浓度为80％～90％的聚醚环氧树脂乙醇溶液中，于55℃～75℃下热固化30min～1h后，依次取下第二外壳模型和第一外壳模型，得到所述具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线。进一步地，所述步骤3)中所述第一外壳模型与第二外壳模型的间隔分布摆放间隔一致。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)采用具有压电性能的压电高分子聚合物，通过聚酰胺酸与BaFe12O19合成最终具有压电磁转换性能的多巴胺/压电高分子杂化聚合物，其具有高柔软性，并且能够因形变而产生磁转换能力，具有高饱和磁化强度，可实现远距离大功率磁电转换，在距离远的情况下，可以保证较高的磁转化效率。2)采用多巴胺作为外层压电性能绝缘层的制备材料，可使制作完成的无线电充电线圈具有自粘性，能够避免空气缝隙所造成的高电阻，进而避免了磁电性能转化过程中的无用功损耗，提高了无线充电线圈的磁转化效率。3)采用磁性纳米铁氧材料Si-Fea-Crb-Alc-Tid-Nbe纳米晶软磁合金作为无线充电线圈中层材料，减少了铁电陶瓷材料在持续的外加交变电场作用下的点疲劳，陶瓷中空间电荷或氧空位不会缺陷，减少了电畴钉扎现象的出现，进一步保证了无线充电线圈的磁电转化效率。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的无线充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线，其特征在于，由外至内依次包括无机绝缘外层(1)、磁性纳米铁氧材料中层(2)以及导电内层(3)；所述无机绝缘外层(1)与所述磁性纳米铁氧材料中层(2)均间隔分布于所述导电内层(3)外侧圆弧上，所述间隔分布的角度α为15°～20°，所述间隔分布孔隙(4)内填充有绝缘材料；/n所述无机绝缘外层为多巴胺/压电高分子杂化聚合物；/n所述磁性纳米铁氧材料为纳米晶软磁合金，分子式为Si-Fe

【技术特征摘要】
1.一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线，其特征在于，由外至内依次包括无机绝缘外层(1)、磁性纳米铁氧材料中层(2)以及导电内层(3)；所述无机绝缘外层(1)与所述磁性纳米铁氧材料中层(2)均间隔分布于所述导电内层(3)外侧圆弧上，所述间隔分布的角度α为15°～20°，所述间隔分布孔隙(4)内填充有绝缘材料；
所述无机绝缘外层为多巴胺/压电高分子杂化聚合物；
所述磁性纳米铁氧材料为纳米晶软磁合金，分子式为Si-Fea-Crb-Alc-Tid-Nbe，其中，20≤a≤25，10≤b≤15，10≤c≤15，8≤d≤10，3≤e≤5；
所述导电内层为实心高抗氧化银铜合金；
所述外层、中层和内层的重量比为(1～5):(8～10):(3～5)。


2.根据权利要求1所述的一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线，其特征在于，所述无机绝缘外层(1)与所述磁性纳米铁氧材料中层(2)的间隔间隙保持一致。


3.根据权利要求1所述的一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线，其特征在于，所述间隔分布孔隙内填充的绝缘材料为聚醚环氧树脂。


4.根据权利要求1所述的一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线，其特征在于，所述多巴胺/压电高分子杂化聚合物，按重量组分计，包括以下组分：








5.根据权利要求4所述的一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线，其特征在于，所述压电高分子聚合物为聚偏氟乙烯、聚萘甲酸乙酯、聚对亚苯基二甲基、聚氟乙烯丙烯、聚酰亚胺、聚酰胺或聚偏氟二氯乙烯中的一种或几种。


6.根据权利要求4所述的一种具有压电性能绝缘层的无线充电线圈漆包线，其特征在于，所述多巴胺/压电高分子杂化聚合物的制备方法，包括以下步骤：
1)将所述重量组分的压电高分子聚合物溶于蒸馏水中，于40℃～50℃下熔融，将所述重量组分的氧化锌，然后于200rpm～300rpm下逐滴加入2,6-双(3-氨基苯氧基)苯甲腈，持续搅拌5min～10min；
2)将所述重量组分的聚酰胺酸与所述重量组分的4,4'-氧化邻苯二酸酐，于50Hz～100Hz频率下进行超声波熔融聚合，于35℃～45℃下形成熔融胶体，于50rpm～100rpm转速下加入所述重量组分的BaFe12O19；
3)将所述步骤1)得到的混合物和所述步骤2)得到的混合物混合，并加入所述重量组份的N,N-二甲基乙酰胺，于黑暗环境、15℃～20℃下，以10cm2/min～20cm2/min的吹速下鼓吹空气45min～60min，使混合物干燥，将所述重量组分的多巴胺按照1:3～1:5的体积比溶于95％乙醇中，将所述干燥后的混合物浸没于所述多巴胺乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，丁彪，
申请(专利权)人：杭州存宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33