024]—般電容器的電容計(jì)算公式為:
C= ε0kA/D,
其中，C-電容，ε。-介電常數(shù)，k-材料的介電質(zhì)常數(shù)，A-平板面積，D-上下平板之間的距離；
而由于產(chǎn)生了 G M C效應(yīng)，Qmpb的電容計(jì)算公式應(yīng)修正為C ' = ε 0k ; A/D，其中，k'=kX f we ;式中f we稱為G M C系數(shù)，理論計(jì)算GMC系數(shù)最高可達(dá)1017，但在目前的技術(shù)實(shí)驗(yàn)條件下，GMC系數(shù)能達(dá)到1.6X10no
[0025]當(dāng)Qmpb存在GMC效應(yīng)的同時(shí)也存在另一種量子物理效應(yīng)，即巨磁電阻效應(yīng)(Giant Magneto Resistance Effect，簡(jiǎn)稱GMR)。巨磁電阻效應(yīng)顯現(xiàn)出了電阻對(duì)外加電場(chǎng)產(chǎn)生反應(yīng)，從零場(chǎng)高阻抗?fàn)顟B(tài)至高場(chǎng)低阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)的顯著變化。因此，可以利用巨磁電阻效應(yīng)作為高效能的絕緣體。
[0026]本發(fā)明的Qmpb是綜合利用G M C、GMR、洛倫茲力和適當(dāng)?shù)墓芾砜刂茊卧?，使進(jìn)入磁性層中而緊密排列的電子，就像一個(gè)集電的磁場(chǎng)“陷阱”，其電子被“困”在磁場(chǎng)中難以脫離，因此，Qmpb不僅可以用來存儲(chǔ)大量的電能，而且電池沒有揮發(fā)性、不漏電，自放電率極小。
[0027]電容器儲(chǔ)能計(jì)算公式:
E=0.5CV2，式中，C-電容，V-Qmpb充電電壓，E-電能(除以3600轉(zhuǎn)化為Wh)，電能的儲(chǔ)存和充電電壓的二次方成正比。當(dāng)為10 9時(shí)，以12V的電壓充電，儲(chǔ)電量為10Wh，而以360V的電壓充電時(shí)，儲(chǔ)電量就達(dá)到了 9KWh。
[0028]如圖1-3所示，本發(fā)明的量子物理蓄電池由百萬級(jí)數(shù)量的電容單元并聯(lián)構(gòu)成，其中，電容單元包括兩個(gè)磁性層I和2和一個(gè)電介質(zhì)層3 ;電介質(zhì)層3被夾持在兩個(gè)磁性層I和2之間；磁性層I和2由若干層薄膜構(gòu)成，磁性層為永磁體；電介質(zhì)層3兩側(cè)的磁性層I和2磁極性相反。
[0029]電介質(zhì)層3的材質(zhì)為三氧化鈦，電介質(zhì)層3由若干層三氧化鈦薄膜構(gòu)成。
[0030]磁性層的材質(zhì)為鐵、鈷、鎳合金；磁性薄膜是由重粒子沖擊鐵、鈷、鎳合金表面形成。薄膜的厚度小于lnm。蓄電池單體的長(zhǎng)寬高為:5mm、4mm和Imm ;封裝后的蓄電池單體的長(zhǎng)寬高為:6.5mm、6.5mm和2.5mm。
[0031]制備本發(fā)明的量子物理蓄電池的方法如下:
1)使用重粒子沖擊鐵、鈷、鎳合金表面形成薄膜；若干層所述薄膜疊加在一起構(gòu)成磁性層；將磁性層加熱并施加強(qiáng)磁場(chǎng)，使磁性層成為永磁體；
2)使用重粒子沖擊三氧化鈦的表面形成三氧化鈦薄膜，若干層三氧化鈦薄膜疊加在一起構(gòu)成電介質(zhì)層3 ；
3)將電介質(zhì)層3放入兩層所述磁極性相反的磁性層I和2之間構(gòu)成電容單元；
4)將百萬級(jí)數(shù)量的電容單元并聯(lián)組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的量子物理蓄電池4，然后通過半導(dǎo)體制程的方法將百萬級(jí)數(shù)量并聯(lián)的電容單元制成單體蓄電池并制成8英寸或12英寸的晶圓5，將所述晶圓5進(jìn)行切割，得到標(biāo)準(zhǔn)的蓄電池單體6，然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的蓄電池單體進(jìn)行封裝；
5)根據(jù)所需電池的額定容量將步驟4)中得到的封裝好的標(biāo)準(zhǔn)蓄電池單體6進(jìn)行并聯(lián)，得到符合要求的蓄電池模組。
[0032]其中，步驟I)具體為:根據(jù)磁性層所需的薄膜的層數(shù)，確定步驟I)中重粒子沖擊的次數(shù)，然后按確定的沖擊次數(shù)對(duì)所述鐵、鈷、鎳合金表面進(jìn)行連續(xù)沖擊，直至得到所需的薄膜層數(shù)，若干層所述薄膜疊加在一起構(gòu)成磁性層；之后將所述磁性層加熱并施加強(qiáng)磁場(chǎng)，使磁性層成為永磁體。
[0033]如圖4所示，本發(fā)明的Qmpb在充放電時(shí)，即與電源或負(fù)載藕接時(shí)，必須設(shè)置電源管理控制器、負(fù)載管理控制器和Qmpb管理控制器，以確保Qmpb的安全充、放電。
[0034]上面所述只是為了說明本發(fā)明，應(yīng)該理解為本發(fā)明并不局限于以上實(shí)施例，符合本發(fā)明思想的各種變通形式均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種量子物理蓄電池，其特征在于，所述蓄電池由百萬級(jí)數(shù)量的電容單元并聯(lián)構(gòu)成，所述電容單元包括兩個(gè)磁性層和一個(gè)電介質(zhì)層；所述電介質(zhì)層被夾持在兩個(gè)所述磁性層之間；所述磁性層由若干層薄膜構(gòu)成，所述磁性層為永磁體；所述電介質(zhì)層兩側(cè)的磁性層磁極性相反。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池，其特征在于，所述電介質(zhì)層的材質(zhì)為三氧化鈦，電介質(zhì)層由若干層三氧化鈦薄膜構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池，其特征在于，所述磁性層由多層薄膜構(gòu)成，其材質(zhì)為鐵、鈷、鎳合金；所述磁性層薄膜是由重粒子沖擊鐵、鈷、鎳合金表面形成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池，其特征在于，所述磁性層薄膜的厚度小于lnm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池，其特征在于，所述蓄電池單體的長(zhǎng)寬高為:5mm、4_和Imm ;封裝后的蓄電池單體的長(zhǎng)寬高為:6.5mm、6.5mm和2.5mm。6.一種制備權(quán)利要求1-5任一所述的蓄電池的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 1)使用重粒子沖擊鐵、鈷、鎳合金表面形成磁性層薄膜，若干層所述磁性層薄膜疊加在一起構(gòu)成磁性層；將所述磁性層加熱并施加強(qiáng)磁場(chǎng)，使磁性層成為永磁體； 2)使用重粒子沖擊三氧化鈦的表面形成三氧化鈦薄膜，若干層所述三氧化鈦薄膜疊加在一起構(gòu)成電介質(zhì)層； 3)將所述電介質(zhì)層放入所述兩層磁極性相反的磁性層之間構(gòu)成電容單元； 4)將百萬級(jí)數(shù)量的電容單元并聯(lián)，然后通過半導(dǎo)體制程的方法將百萬級(jí)數(shù)量并聯(lián)的電容單元制成單體蓄電池并制成8英寸或12英寸的晶圓，將所述晶圓進(jìn)行切割，得到標(biāo)準(zhǔn)的單體蓄電池，然后對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)單體蓄電池進(jìn)行封裝； 5)根據(jù)所需電池的額定容量將步驟4)中得到的封裝好的所述標(biāo)準(zhǔn)單體蓄電池進(jìn)行并聯(lián)，得到符合要求的蓄電池模組。7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的方法，其特征在于，所述步驟I)具體為:根據(jù)磁性層所需的所述磁性薄膜的層數(shù)，確定所述步驟I)中重粒子沖擊的次數(shù)，然后按確定的沖擊次數(shù)對(duì)所述鐵、鈷、鎳合金表面進(jìn)行連續(xù)沖擊，直至得到所需的薄膜層數(shù)，若干層所述磁性薄膜疊加在一起構(gòu)成磁性層；之后將所述磁性層加熱并施加強(qiáng)磁場(chǎng)，使磁性層成為永磁體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種量子物理蓄電池，該蓄電池由百萬級(jí)數(shù)量的電容單元并聯(lián)構(gòu)成，其中，電容單元包括兩個(gè)磁性層和一個(gè)電介質(zhì)層；電介質(zhì)層被夾持在兩個(gè)磁性層之間；磁性層由若干層薄膜構(gòu)成，磁性層為永磁體；電介質(zhì)層兩側(cè)的磁性層磁極性相反。本申請(qǐng)的量子物理蓄電池和目前普遍使用的鋰離子電池相比，在相同的負(fù)載運(yùn)行狀況下，重量和體積均降低了數(shù)十倍，甚至上百倍；而其儲(chǔ)電量卻提高了數(shù)十甚至上百倍；且該蓄電池可以在幾分鐘或十幾分鐘的時(shí)間內(nèi)完成充電；生產(chǎn)成本降低了三分之二。在目前的移動(dòng)電源領(lǐng)域具有無與倫比的優(yōu)勢(shì)，其未來市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?br>【IPC分類】H02J15/00
【公開號(hào)】CN105071545
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510471934
【發(fā)明人】雷如清, 賴锜, 樓敘真
【申請(qǐng)人】國(guó)潤(rùn)金華（北京）國(guó)際能源投資有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月5日