利用电磁发电的供电装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910086231.1 (22)申请日 2019.01.29 (71)申请人 黑能科技有限公司 地址 中国台湾高雄市大树区竹寮路966号 申请人 吴坤隆吴海若吴楚熙 (72)发明人 吴坤隆吴海若吴楚熙 (74)专利代理机构 北京汇泽知识产权代理有限 公司 11228 代理人 关宇辰 (51)Int.Cl. H02J 7/34(2006.01) H02J 7/00(2006.01) H02K 35/02(2006.01) (54)发明名称 利用电磁发电的供电装置 (57)摘要。

2、 本发明提供一种利用电磁发电的供电装置， 其包含设于本发明内部以提供动力源的马达、 与 马达连接的磁铁、 包覆于磁铁外的线圈组、 与线 圈组及马达电性连接的充放电单元、 设于本发明 最外部的外壳； 通过前述的结构， 先以具有足量 电力的充放电单元输电至马达， 使马达开始转 动， 同时带动磁铁转动， 而磁铁转动产生磁场的 变化使线圈组因电磁感应产生电力， 而该电力即 可供本发明的外部的用电设备使用， 同时线圈组 将生成的电强制反馈至马达， 使马达转动并带动 磁铁转动， 线圈组则生成电力， 最后本发明即可 达成内部循环充电及持续供应电力， 延长供电时 间， 提升电池的使用寿命。 权利要求书1页 说。

3、明书5页 附图8页 CN 111490586 A 2020.08.04 CN 111490586 A 1.一种利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 包含马达、 磁铁、 线圈组、 充放电单元、 外壳； 其中： 所述马达， 设于利用电磁发电的供电装置内部， 用以提供动力源； 所述磁铁， 与马达连接， 通过马达提供转动动力， 使磁铁的磁场因磁铁转动产生变化； 所述线圈组， 包覆于磁铁外， 通过该磁铁在线圈组内转动而产生磁场变化， 进而该线圈 组产生电动势； 所述充放电单元， 与线圈组及马达电性连接， 该线圈组所产生的电动势是由充放电单 元储存， 或是输出电力提供利用电磁发电的供电装置外部的用电设备。

4、使用； 所述外壳， 设于利用电磁发电的供电装置最外部， 并设有供线圈组输出电力的输电部， 前述外壳用以隔绝内部充放电作动与外部接触。 2.如权利要求1所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该充放电单元是电容。 3.如权利要求2所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该充放电单元是中空形 态的电容。 4.如权利要求1所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该充放电单元是中空形 态的电池。 5.如权利要求4所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该电池是全固态电池。 6.如权利要求1所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该充放电单元是液态电 池。 7.如权利要求6。

5、所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该液态电池为铅炭电 池， 前述铅炭电池包括正极部、 与正极部连接的隔离层、 与隔离层连接的负极部， 而前述铅 炭电池的正极部材质为二氧化铅， 负极部材质为铅加炭的复合材料。 8.如权利要求7所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该负极部包括与隔离层 接触的铅片， 以及与铅片连接的炭片。 9.如权利要求1所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该充放电单元包括以炭 烧结为主材料的复合材料所制成的导电组件。 10.如权利要求9所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该充放电单元是全固 态电池。 11.如权利要求10所述的利用电磁发电。

6、的供电装置， 其特征在于， 该全固态电池具有正 极部， 与正极部一侧连接的隔离膜， 与该隔离膜连接的负极部。 12.如权利要求1所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该充放电单元为任意 立体形状。 13.如权利要求1所述的利用电磁发电的供电装置， 其特征在于， 该外壳为任意立体形 状。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111490586 A 2 利用电磁发电的供电装置 技术领域 0001 本发明有关于一种供电装置， 特别是一种使用寿命更长的利用电磁发电的供电装 置。 背景技术 0002 一般供电的方式有很多种， 可以通过发电机、 电池等， 而居家设备、 电动车等设 备所使用的供电装置。

7、则通常是用电池进行供电； 现有的电池(以锂电池为例)主要由正极、 负极、 隔离层及结构壳体等部分组成， 其中该隔离层使得电流可以在电池内部以离子形式 传导， 进而提供电力输出； 而另一种形态的电池， 称为固态电池 （又称全固态电池） ， 指的是 所有材料都以固态形式存在， 运用固态电解质来取代具有液态电解质的隔离层等结构， 其 密度和结构可以让更多带电离子聚集在一端， 传导更大的电流与提升电池容量， 使能量密 度能提升， 较目前锂电池普遍能量密度高出许多。 0003 接续前述， 由于固态电解质具有不可燃、 无腐蚀、 不挥发、 不存在漏液问题等特性， 因此固态电池不像传统锂电池中的液态电解质可能。

8、会含有易燃的有机溶液， 所以无须像传 统锂电池常需要安装抗温升、 防撞击及防穿刺的安全装置结构， 这也使固态电池能以本身 的安全性优势， 同时可以更简化的结构来减少电池模块整体的体积重量。 0004 然而， 现有的电池经使用一段时间后发现， 大部份的电池多无法持续使用， 无论是 传统的液态电池， 还是全固态电池， 多数为消耗品， 而当该电池电量消耗殆尽时就要丢弃， 无法持续使用， 因此在使用上就需要不断替换电池， 而替换电池过程中会造成大量垃圾产 生， 或是增加回收处理成本， 随着环保意识的抬头， 电池或是供电设备的改良俨然是现今急 需改善的重要环保课题的一。 发明内容 0005 本发明的主要。

9、目的在于提供一种使用寿命更长的供电装置。 0006 为达上述的目的， 本发明的利用电磁发电的供电装置， 其包含马达、 磁铁、 线圈组、 充放电单元、 外壳。 0007 其中， 所述马达， 设于利用电磁发电的供电装置内部， 用以提供动力源。 0008 其中， 所述磁铁， 与马达连接， 通过马达提供转动动力， 使磁铁的磁场因磁铁转动 产生变化。 0009 其中， 所述线圈组， 包覆于磁铁外， 通过该磁铁在线圈组内转动而产生磁场变化， 进而该线圈组因电磁感应产生电动势。 0010 其中， 所述充放电单元， 与线圈组及马达电性连接， 该线圈组所产生的电动势会输 送至充放电单元储存， 也会输出电力提供本。

10、发明外部的用电设备使用， 当该充放电单元储 满电力时， 也能将多余电力输出至外部的用电设备以供额外的电力使用； 另外， 前述的充放 电单元输出外部的电压与线圈组所产生的电动势提供的输出电压， 可以设计为相同或不同 的输出电压， 所以本发明除了可提供线圈组所产生的电动势提供的输出电压， 还可提供充 说明书 1/5 页 3 CN 111490586 A 3 放电单元输出外部的电压， 因此本发明可同时供应不同电压需求的用电设备使用， 形成提 供至少双电压的输出。 0011 其中， 所述外壳， 设于利用电磁发电的供电装置最外部， 并设有供线圈组输出电力 的输电部， 前述外壳用以隔绝内部充放电作动与外部。

11、接触， 以免使用者误触而导致触电的 危险。 0012 其中， 前述外壳可以为柱状体或任意形状的立体形态， 包括： 圆柱体、 正方体、 外六 角体、 八柱体、 金字塔状等， 并且其大小及形状可按照使用者需求客制化该外壳的规格 形态。 0013 其中， 该充放电单元的外部可以为柱状体或任意形状的立体形态， 包括： 圆柱体、 正方体、 外六角体、 八柱体、 金字塔状等， 并且其大小及形状可按照使用者需求客制化 其规格形态。 0014 其中， 该充放电单元可以是一种电容， 更可以为一种中空形态的电容， 可将线圈组 所产生的电能储存。 0015 其中， 该充放电单元可以是电池， 更可以为中空形态的电池；。

12、 而该电池可以为全固 态电池， 该全固态电池可使用炭烧结为主材料的复合材料制成， 经炭烧结后的复合材料具 有极佳的散热特性， 如此可使全固态电池的散热效果更好； 前述全固态电池具有正极部、 与 正极部一侧连接的隔离膜、 与该隔离膜连接的负极部； 该全固态电池可将线圈组所生成的 电力储存， 同时也可将电强制反馈至马达， 使得马达持续转动， 进而带动磁铁持续转动。 0016 其中， 该充放电单元与线圈组之间设有绝缘隔板， 用以避免线圈组感应生电过程 中与充放电单元形成短路而导致生电效率不佳， 达成确保线圈组电磁感应的效率， 线圈组 产生电动势后可额外与充放电单元以线路连接， 使电流可由该线路通往充。

13、放电单元。 0017 其中， 该充放电单元可以是一个或多个液态电池所组成， 前述一个或多个液态电 池可以为铅炭电池， 该多个铅炭电池可通过串联的方式客制化形成不同的供应电压或是储 存电力， 也就是说， 除了该线圈组生成的电力可提供外部的用电设备使用以外， 当充放电单 元储满电力时， 也能将多余的电力输出提供外部的用电设备做为额外的电力使用： 另外， 前 述的充放电单元输出外部的电压与线圈组所产生的电动势提供的输出电压， 可以设计为相 同或不同的输出电压， 所以本发明除了可提供线圈组所产生的电动势提供的输出电压， 还 可提供充放电单元输出外部的电压， 因此本发明可同时供应不同电压需求的用电设备使。

14、 用， 形成提供至少双电压的输出。 0018 接续前述， 前述铅炭电池包括正极部、 与正极部连接的隔离层、 与隔离层连接的负 极部， 而该正极部材质可为二氧化铅， 负极部可为铅加炭的复合材质； 前述铅加炭的复合材 质的负极部， 包括与隔离层接触的铅片， 以及与铅片连接的炭片， 通过炭片的特性可使在充 放电的过程中形成良好的运作效果， 并且不会使该铅炭电池表面形成结晶， 因此该铅炭电 池的充放电运作不会受结晶的干扰， 进而达到充电效率加快， 放电功率加大的效果。 0019 通过前述的结构， 本发明在使用初始时， 先由充放电单元提供少量而足以使马达 转动的电力， 如此即可先行启动马达， 而待马达开。

15、始转动后， 即同步带动磁铁转动， 进而使 线圈组因磁铁转动产生磁场的变化， 进一步产生电动势， 而电动势所形成的电力可供电至 本发明的外部的用电设备使用， 同时该线圈组亦可将生成的电强制反馈至马达， 使马达持 续性的转动， 通过自体充放电达到延长供电的时间， 比一般的电池的使用寿命更长。 说明书 2/5 页 4 CN 111490586 A 4 附图说明 0020 图1： 本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的示意图； 图2-1： 本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的俯视图(一)； 图2-2： 本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的俯视图(二)； 图3： 图2-1的A-A 剖视图； 图4-1。

16、： 本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的充放电单元为铅炭电池的俯视示 意图； 图4-2： 本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的铅炭电池的俯视示意图； 图4-3： 本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的铅炭电池的侧视示意图； 图5： 本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的作动示意图。 0021 图中： 利用电磁发电的供电装置； 马达； 磁铁； 线圈组； 充放电单元； 全 固态电池； 正极部； 隔离膜； 负极部； 铅炭电池； 正极部； 隔离层； 负极部； 铅片； 炭片； 外壳； 输电部； 绝缘隔板； 用电设备。 具体实施方式 0022 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明， 以使本领域。

17、的技术人员可以 更好的理解本发明并能予以实施， 但所举实施例不作为对本发明的限定。 0023 首先请参阅图1、 图2-1、 图3， 图1为本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的示 意图， 图2-1为本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的俯视图(一)， 图3为图2-1的A-A 剖视图。 0024 如图所示， 本发明实施例的利用电磁发电的供电装置1， 其包含马达11、 磁铁12、 线 圈组13、 充放电单元14、 外壳15。 0025 其中， 所述马达11， 设于利用电磁发电的供电装置1内部， 用以提供动力源。 0026 其中， 所述磁铁12， 与马达11连接， 通过马达11提供转动动力， 使磁铁。

18、12的磁场因 磁铁12转动产生变化。 0027 其中， 所述线圈组13， 包覆于磁铁12外， 通过该磁铁12在线圈组13内转动而产生磁 场变化， 进而该线圈组13因电磁感应产生电动势， 前述线圈组13可以依照使用者所需产生 的电力(电压)设计其绕线圈数， 同时配合马达11的转速， 如此即可客制化设计供电的电力， 所以本发明的输出电力可设计成适用于各种用电设备2的形态。 0028 其中， 所述充放电单元14， 与线圈组及马达电性连接， 也会输出电力提供本发明外 部的用电设备2使用， 当该充放电单元14储满电力时， 也能直接输出供应外部的用电设备2 额外的电力使用： 另外， 前述充放电单元14输出。

19、外部的电压与线圈组13所产生的电动势提 供的输出电压， 可以设计为相同或不同的输出电压， 所以本发明除了可提供线圈组13所产 生的电动势提供的输出电压， 还可提供充放电单元14输出外部的电压， 因此本发明可同时 供应不同电压需求的用电设备2使用， 形成提供至少双电压的输出。 0029 其中， 所述外壳15， 设于利用电磁发电的供电装置1最外部， 并设有供线圈组13输 说明书 3/5 页 5 CN 111490586 A 5 出电力的输电部151(如图3)， 前述外壳15用以隔绝内部充放电作动与外部接触， 以免使用 者误触而导致触电的危险。 0030 其中， 该充放电单元14可以是一种电容， 更。

20、可以为一种中空形态的电容， 可将线圈 组13所产生的电能储存。 0031 请参阅图2-1、 图2-2， 图2-1为本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的俯视图 (一)、 图2-2为本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的俯视图(二)。 0032 其中， 前述外壳15是可以为柱状体或任意立体形状的形态， 包括： 圆柱体、 四面体、 正方体、 外六角体、 八柱体、 金字塔状等， 并且其大小及形状可按照使用者需求客制化 该外壳的规格形态。 0033 其中， 该充放电单元14的外部可以为柱状体或任意立体形状的形态， 包括： 圆柱 体、 四面体、 正方体、 外六角体、 八柱体、 金字塔状等， 并且其大小及。

21、形状可按照使用者 需求客制化其规格形态， 可参考图2-1、 图2-2， 其中图2-1的本发明以该外壳及充放电单元 14为圆柱体的形态； 图2-2的本发明以该外壳及充放电单元14为四面体的形态。 0034 请参阅图3， 图3为图2-1的A-A 剖视图。 0035 其中， 该充放电单元14为电池， 更可以为中空形态的电池， 而图3中该电池为一种 全固态电池14A， 其中， 该全固态电池14A可使用炭烧结为主材料的复合材料制成， 炭烧结后 的复合材料具有极佳的散热特性， 如此可使全固态电池14A的散热效果更好； 前述全固态电 池14A具有正极部141A， 与正极部141A一侧连接的隔离膜142A， 。

22、与该隔离膜142A连接的负极 部143A， 该全固态电池14A可将线圈组13所生成的电力储存， 也可同时将电强制反馈至马达 11， 使得马达11转动， 进而带动磁铁12转动， 磁铁12转动使线圈组13可产生电力， 形成发电 循环， 最后本发明则可供应电力给外部的用电设备2使用。 0036 其中， 该充放电单元14与线圈组13之间设有绝缘隔板16， 用以避免线圈组13生电 过程中与充放电单元14形成短路而导致生电效率不佳， 达成确保线圈组13电磁感应的效 率， 线圈组13产生电动势后可额外与充放电单元14以线路连接， 使电流可由该线路通往充 放电单元14。 0037 请参阅图4-1、 图4-2、。

23、 图4-3， 图4-1为本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的 充放电单元为铅炭电池的俯视示意图， 图4-2为本发明实施例的利用电磁发电的供电装置 的铅炭电池的俯视示意图， 图4-3为本发明实施例的利用电磁发电的供电装置的铅炭电池 的侧视示意图。 0038 其中， 该充放电单元14可以是一个或多个液态电池所组成， 前述一个或多个液态 电池可以为铅炭电池14B， 而该多个铅炭电池14B可通过串联的方式客制化形成不同的供应 电压或是储存电力， 当该铅炭电池14B储满电力时， 也能输出至外部的用电设备作为额外的 电力使用； 另外， 该铅炭电池14B(充放电单元14)输出外部的电压， 与线圈组13所产。

24、生的电 动势提供的输出电压可以设计为相同或不同的输出电压， 也就是说该电动势可设计为输出 48V， 同时铅炭电池设计为提供16V， 所以本发明除了可提供线圈组13所产生的电动势提供 的输出电压， 还可提供充放电单元14输出外部的电压， 因此本发明可同时供应不同电压需 求的用电设备2使用， 形成提供至少双电压的输出。 0039 接续前述， 该铅炭电池14B包括正极部141B、 与正极部141B连接的隔离层142B、 与 隔离层142B连接的负极部143B， 而该正极部141B材质可为二氧化铅， 负极部143B可为铅加 说明书 4/5 页 6 CN 111490586 A 6 炭的复合材质； 前述。

25、所谓的铅加炭的复合材质的负极部143B， 包括与隔离层142B接触的铅 片1431， 以及与铅片1431连接的炭片1432； 前述铅炭电池14B将现有铅酸电池的负极部的铅 材质， 与炭片1432或炭粉进行接合， 本实施例以炭片1432为例说明， 因此该负极部143B形成 具有铅片1431及炭片1432连接的铅加炭复合材质； 通过炭原子具有吸放电特性， 可减少现 有的铅酸电池的表面在充放电过程中形成结晶， 而该结晶会使充电效率以及放电功率不 佳， 所以充放电单元14可使用铅炭电池14B取代铅酸电池， 使本发明达成充电效率加快， 放 电功率加大的效果。 0040 请参阅图5， 图5为本发明实施例的。

26、利用电磁发电的供电装置的作动示意图。 0041 通过前述的结构， 本发明在使用初期时， 先将充放电单元14充足一定的电量， 该电 量为足以提供启动马达11的电量， 通过充放电单元14供电使马达11开始转动， 并带动磁铁 12转动， 而线圈组13因磁铁12转动产生磁场的变化， 进而产生电动势， 而该电动势可供电力 至本发明的外部的用电设备2使用， 同时该线圈组13亦可将电动势所生成的电强制反馈至 马达11， 使马达11转动， 一段时间后， 本发明即可完全通过充放电单元14供电至马达11， 使 马达11性转动， 带动磁铁12也转动， 该线圈组13则持生成电力， 最后本发明即可达成内部循 环充电， 。

27、以及长时间供应外部电力的作动。 0042 综合上述， 本发明利用电磁发电的供电装置， 其优点在于： 1、 使用寿命更长： 传统的液态或固态电池一次性使用就要替换， 因此特别使用本发明 改良后的电池搭配电磁发电来延长供电时间。 0043 2、 使用更便利： 传统的充电电池， 充放电操作上不便， 因此本发明可以直接充电， 所以更便利。 0044 3、 内部散热效果佳： 该全固态电池可使用炭烧结为主材料的复合材料制成， 炭烧 结后的复合材料具有极佳的散热特性， 如此可使本发明不会因持续生电而导致内部过热。 0045 4、 充电效率加快， 放电功率加大： 使用铅加炭的复合材质做为铅炭电池的负极部， 可。

28、使在充放电的过程中形成良好的运作效果， 不会使该铅炭电池表面形成结晶， 所以可达 成充电效率加快， 放电功率加大的效果。 0046 5、 定制化外型： 该外壳与充放电单元均可客制化其外型或大小， 提供在不同空间 内使用。 0047 6、 提供多种电压输出： 当充放电单元储满电力时， 也能将多余电力输出至外部的 用电设备以供额外的电力使用， 所以除了可提供线圈组所产生的电动势提供的输出电压， 还可提供充放电单元输出外部的电压， 因此本发明可同时供应不同电压需求的用电设备使 用， 形成提供至少双电压的输出。 0048 以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例， 本发明的保护范 围不限。

29、于此。 本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换， 均在本发明 的保护范围之内。 本发明的保护范围以权利要求书为准。 说明书 5/5 页 7 CN 111490586 A 7 图 1 说明书附图 1/8 页 8 CN 111490586 A 8 图 2-1 说明书附图 2/8 页 9 CN 111490586 A 9 图 2-2 说明书附图 3/8 页 10 CN 111490586 A 10 图 3 说明书附图 4/8 页 11 CN 111490586 A 11 图 4-1 说明书附图 5/8 页 12 CN 111490586 A 12 图 4-2 说明书附图 6/8 页 13 CN 111490586 A 13 图 4-3 说明书附图 7/8 页 14 CN 111490586 A 14 图 5 说明书附图 8/8 页 15 CN 111490586 A 15 。