[发明专利]电能储存装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电能储存技术领域，尤其涉及电能储存装置及系统。

背景技术

电能储存装置尤其是电容的容量，影响电子装备的执行效能和作业时间，尤其是发展电能存储量大的电容取代电池，有重量轻、体积小、无污染等优势，能改善现今人们的生活。

巨磁阻效应是一种量子力学和凝聚态物理学现象，磁阻效应的一种，可在磁性材料和非磁性材料相间的薄膜层(几个纳米厚)结构中观察到。这种结构物质的电阻值与铁磁性材料薄膜层的磁化方向有关，两层磁性材料磁化方向相反情况下的电阻值，明显大于磁化方向相同时的电阻值，电阻在很弱的外加磁场下具有很大的变化量。

利用巨磁阻效应做高效绝缘体，利用磁性电容做电容器，磁性电容的结构中包含的磁性层具有磁南极和磁北极，磁场强度是磁体中磁畴综合反映的结果，请参照图1，图1中绘制的是因磁性电容中磁性物质不均匀等原因导致磁畴的极化方向不同，由于永磁铁和磁性物质内部磁畴分布不均匀，磁畴磁化方向不一致，最终表现为在磁极法向方向磁力线不均匀，这种不均匀性整体表现为法向的磁极化方向。磁极化方向是众多磁畴综合反映的结果，值得注意的是磁铁边缘存在磁力线，而这种磁力线因为磁铁内部磁畴的分布而闭合。

由于该型磁性电容器利用了巨磁阻效应，且电容的极板颗粒特征及介电层为薄层，因此，这种电容的容量大，体积小，重量轻，某种程度上可以取代电池使用，有实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供电能储存装置及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，提供一种电能储存装置，包括依次层叠的第一导电磁性层、第二导电磁性层、第一导电顺磁颗粒层、介电层、第二导电顺磁颗粒层、第三导电磁性层及第四导电磁性层；

所述第一导电磁性层及所述第四导电磁性层用于约束电子逃逸；所述第二导电磁性层及所述第三导电磁性层的磁极化方向垂直于所述第一导电磁性层及所述第四导电磁性层的磁极化方向，所述第二导电磁性层及所述第三导电磁性层用于增加该电能储存装置的电容量；所述第一导电顺磁颗粒层及所述第二导电顺磁颗粒层用于增加极板面积以增加该电能储存装置的电容量；所述介电层用于存储电能；

所述电能储存装置还包括：第一导电层、第二导电层、第三导电层及第四导电层；

所述第一导电层及所述第三导电层分别设置于所述第一导电磁性层、第二导电磁性层及第一导电顺磁颗粒层的两侧；所述第二导电层及所述第四导电层分别设置于所述第二导电顺磁颗粒层、第三导电磁性层及第四导电磁性层的两侧。

在本发明所述的电能储存装置中，还包括绝缘层，所述绝缘层设置于所述第一导电磁性层的上表面。

在本发明所述的电能储存装置中，所述第一导电磁性层、所述第二导电磁性层、所述第三导电磁性层及所述第四导电磁性层均为单层磁性薄膜或多层磁性薄膜，所述介电层为单层薄层或多层薄层。

在本发明所述的电能储存装置中，所述第一导电层、所述第二导电层、所述第三导电层及所述第四导电层均为薄层。

在本发明所述的电能储存装置中，所述第一导电顺磁颗粒层及所述第二导电顺磁颗粒层均具有顺磁金属颗粒堆积结构。

在本发明所述的电能储存装置中，当该电能储存装置被充电时，所述第一导电层及所述第三导电层作为第一电极，所述第二导电层及所述第四导电层作为第二电极，通过所述第一电极及第二电极与一电源耦接。

在本发明所述的电能储存装置中，当该电能储存装置被放电时，所述第一导电层及所述第三导电层作为第一电极，所述第二导电层及所述第四导电层作为第二电极，通过所述第一电极及第二电极与一负载装置耦接。

另一方面，提供一种电能储存系统，包括m个如上所述的电能储存装置，m为大于或等于2的正整数；

当m等于2时，第1个电能储存装置的第三导电层与第2个电能储存装置的第一导电层连接，第1个电能储存装置的第四导电层与第2个电能储存装置的第二导电层连接；