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    中研非晶:纳米晶技术创新 助推无线充电高潮

    发布时间:2020-11-27 17:27:01

    随着无线充电的不断发展,无线充电现在智能手机、智能穿戴、智能家居、新能源汽车等众多领域多点开花,千亿市场再度掀起热潮。但是无线充电存在诸多难题也让行业人士头痛不已,整个产业正在朝着简约设计、快速充电、温升控制、多功能、自由度等五大方面发展。

    最近,华为等手机厂商将无线快充功率提升到15W,让整个行业备受鼓舞。但在接受《磁性元件与电源》记者采访时,佛山中研非晶磁性材料首席技术官陈卫红表示,要实现大功率快充,目前无线充电从业者面临着诸多挑战,主要包括:电磁之间的转换效率、更紧的磁耦合、磁干扰、热效应、位置的纠正、负载调节。这些会导致无线充电的充电位置难以对准、充电转化效率、充电时间过长等多种问题。

    中研非晶:纳米晶技术创新 助推无线充电高潮

    佛山中研非晶磁性材料首席技术官陈卫红

    作为无线充电技术的关键零部件之一,磁性材料在无线充电设备中起增高感应磁场和屏蔽线圈干扰的作用,故无线充电设备对磁性材料的机能和产品尺寸、可靠性等要求较高。

    跨时代的产品固然吸睛,但新奇好玩并不是赢得市场的关键点,最终消费者在意的仍然是体验。

    无线快充纵然能够提升用户体验的关键,但也存在充电慢问题,因此急需相应提升充电功率。但是传统的铁氧体材料在无线充电中发热问题严重,已经不能满足大功率充电需求。

    相比之下,纳米晶材料蕴含多种可能性,在未来无线充电中应用潜力巨大。故在无线充电运用、RX模组设计中,纳米晶材料的优越性被展现得淋漓尽致。

    纳米晶材料具有高饱和磁感(1.2T)、磁导率>800, 高磁感下的高频损耗低等多种优异综合磁性能,是目前市场上综合性能最好的材料。如今,纳米晶更凭着其优越性能在磁材多项关键参数测试中脱颖而出,逐渐取代铁氧体成为众多无线充电厂家的新选择。

    据了解,中研非晶的Nano-M-Sheet的饱和磁感远高于铁氧体,其抗饱和能力远高于铁氧体。Nano-M-Sheet材料磁感应强度随温度变化不大,不易磁饱和,温度稳定性优于铁氧体。

    中研非晶:纳米晶技术创新 助推无线充电高潮

    合金带材

    此外,Nano-M-Sheet材料具有高饱和磁通量和低损耗特性以及优良的热传导性,在相同的无线充电工作条件下,Nano-M-Sheet材料的温升要比铁氧体低 7~8℃。相比,铁氧体材料容易达到饱和,在无线充电运用时,随着温度的升高,磁感降低,屏蔽性能下降,涡流增强,发热更严重,形成恶性循环。而Nano-M-Sheet材料的性能在80℃以下非常稳定,随着温度的增加,磁感虽有减小,但变化幅度很小,只有2.5%。

    佛山市中研非晶科技股份有限公司坐落于广东省佛山市南海区,是一家集设计、研发、生产和销售非晶、纳米晶新型软磁材料及其元器件的高科技股份制企业,主营磁性材料、带材铁芯、粉末磁芯、汽车电子、新能源器件、电流传感器、电网变压器等多类产品。

    目前,该公司的非晶纳米晶带材的工业化生产工艺包括熔炼、喷带、送带+检量、卷绕等层层工序,目前急冷线速度达到~30m/秒,带材厚度为18~37um ,带材宽度为1.5~213mm。

    为了迎接新的市场挑战,顺应高效率、低损耗、薄规格的市场潮流,中研非晶下一步的研发计划将在纳米晶产品的突破、技术的改进、新产品的开发共三个层面开展。

    在纳米晶材料研发方面,降低软磁材料Hc、提高Bs以进行合金成分优化。对目前18μm的超薄纳米晶带材,进行降低涡流损耗、提高频率带宽、将产品厚度减少为12~15μm。通过提高磁导率,增加产品一致性,将纳米晶带材恒张力退火目标达到12000~15000。

    据了解,纳米晶带材进行结晶化恒张力热处理时,会诱发磁各向异性,使薄带长度方向成为难磁化轴,从而在很大的范围内控制导磁率,形成不同导磁率的纳米晶软磁材料。这些低导磁率型纳米晶软磁材料的特点是磁滞小,可以在更高的频率和磁场重叠的情况下抑制导磁率的下降,所以可以应用于高频区的直流叠加。

    在带材在线绝缘包覆技术方面,中研非晶将降低损耗、提高频率带宽、减少产品厚度来完成技术的改善。

    未来,中研非晶还基于流延片技术上开发一款能够降低涡流损耗、提高频率带宽、减少产品厚度亚微米级软磁粉末。

     

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