专利名称：电能储存装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种电能储存装置及方法，特别涉及一种用以储存电能的磁性 设备。
背景技术：
能源的储存部件在我们的生活之中占了重要的一部分，例如用于电路中的 电容以及用于可携式装置的电池的类的组件，电能储存部件影响了电子装置的 执行效能以及作业时间。然而，现有的能源储存部件具有一些问题。举例而言，电容具有因为漏电 流而降低整体效能的问题，而电池则具有因为部分充/放电的记忆效应而降低 整体效能的问题。巨磁阻效应(Giant Magnetoresistance Effect, GMR)是一种能够自具有薄磁 性或薄非磁性区的结构中，所观测到的量子物理效应。巨磁阻效应显现出了电 阻对外加电场产生反应，从零场(zero-field)高阻抗状态至高场(high-field)低阻抗状态时的显着变化。因此，可以利用巨磁阻效应来作成高效能绝缘体，如此具有巨磁阻效应的 装置能够被用来储存电能。从上述理由看来，对于此种具有巨磁阻效应的电能 储存装置是有着实际的需求。发明内容因此本发明的一 目的在于提供一种电能储存装置及方法。 依据本发明的一种实施例，本装置具有一第一磁性区， 一第二磁性区以及 配置于第一磁性区及第二磁性区之间的一介电区。其中本装置是利用介电区来 储存电能以及利用第一磁性区和第二磁性区的双极来防止电能的泄漏。依据本发明的另一实施例，本电能储存装置具有多个磁性区以及多个分别 配置于两相邻的磁性区之间的介电区，其中这些介电区被用来储存电能，而具有双极的磁性区则是被用来防止电能泄漏。和一般所理解的相同，前述的概略性说明以及下述的细节性说明皆是以范 例说明的方式进行，并且是用以对本发明中宣告申请专利范围的部分提供更进 一步的解释。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。
图1为本发明的一实施例的一电能储存装置；图2为本发明的装置在依据本发明的一实施例充电时的状态；图3为本发明的装置在依据本发明的一实施例放电时的状态；图4为本发明的另一实施例的一电能储存装置。其中，附图标记110、 120:磁性区115、 125:双极 130:介电区140、 150:金属组件260:电源 370:负载组件110a、 110b、 110c、 110d:磁性区 115a、 115b、 115c、 115d:双极 130a、 130b、 B0c:介电区具体实施方式
下面参照本发明的较佳实施例的详细说明，其中所提到的范例会连同附图 一同进行说明。在任何可能的情况之下，附图及说明中所使用的相同的参考数 标都代表了相同的或类似的部件。在本说明中，是以能够简明地解释本发明的基本原理作为出发点来绘示当 中所有的附图，而自本说明中的附图，从用以组成本发明实施例的各个部件的 数量、位置、关联性及尺寸等观点来看，所引伸而出的各种概念将会于本说明当中解释，或亦能在了解了本发明说明的内容之后，为本发明相关技术领域的 技术人员所理解。图1为本发明的一实施例的电能储存装置，此种电能储存装置具有一第一磁性区110、 一第二磁性区120以及配置于第一磁性区110及第二磁性区120 之间的一介电区130。介电区130具有储存电能的作用，而具有双极(如标记 115及125所示)则具有防止电能泄漏的作用。介电区130为一层薄膜，并且其由介电材料所构成，如钛酸钡(BaTi03) 或二氧化钛(Ti03)。然而，介电材料并非完美的绝缘体，所以此时仍会有少量 的电流流经介电区130。因此，必须利用第一磁性区110及第二磁性区120来产生能够防止电流流 失(即电能泄漏)的绝缘效应。第一磁性区110和第二磁性区120都是一层薄膜， 并且这两个具有双极的磁性区有着防止电能泄露的效用。本装置更具有配置于第一磁性区UO周围的一第一金属组件140，其中此 第一金属组件140具有控制第一磁性区110的双极115的作用。另外本装置亦 更具有配置于第二磁性区120周围的一第二金属组件150，其中此第二金属组 件150具有控制第二磁性区120的双极125的作用。设计者或使用者可以利用 这些第一金属组件140及第二金属组件150来施加外加电场以控制第一磁性区 110及第二磁性区120的双极。第一金属组件140及第二金属组件150于图1中所绘示的位置并非用以限 制金属组件的实际位置，设计者可以依据实际的需求来配置这些金属组件。上述内容可知，设计者可以利用第一金属组件140及第二金属组件150 来控制第一磁性区U0的双极115及第二磁性区120的双极125，并且在利用 介电区130配合双极115及125之后，能够储存电能并且防止电能泄漏。当本 装置储存着电能时，第一磁性区110的双极115(+)及第二磁性区120的双极 125(+)是相同的。因此，第一磁性区110及第二磁性区120防止了电能的泄 漏，并且介电区130亦储存着电能。也就是说，当第一磁性区110的双极115和第二磁性区120的双极125 为相同时，介电区130的电子的旋转方向会指向一个方向，为此也解决了电流 泄漏的现象。在解决了电流泄漏的现象之后，电能的储存时间能够更长，电能 的损失也能够更少。值得注意的是，符号'今'仅是用来表示磁性区的双极，并非用来限制双极 的方向。图2为本装置在依据本发明的一实施例进行充电时的状态。当本装置在充电时，第一磁性区110和第二磁性区120会耦接至一电源260，此时电能会自 电源260输入介电区130。图3为本装置在依据本发明的一实施例进行放电时的状态。当本装置在放 电时，第一磁性区IIO和第二磁性区120会耦接至一负载组件370，此时电能 会自介电区130往负载组件370输出。电源或负载组件能够容易地对磁性区110及120的双极造成影响，使得磁 性区IIO及120无法具有很好的绝缘效应，让电流能够穿透这些磁性区。本发明的装置可被视为具有大容量的电容，甚至可将本装置当做一个电池 来使用，而且本装置虽具有电池的功能但却没有电池的记忆效应的问题。也就 是说，在对本装置进行完整性或部分性充电/放电时，不会有效能上的损失。除此之外，亦可以利用本装置来建立一个大型的平行组件数组以得到一个 更加庞大的能量储存体。进一步来说，可将多个本发明的装置如图4所示一般 堆栈起来以得到一个更加庞大的能量储存体。图4所示的实施例中使用了四个磁性区110a、 110b、 110c、 110d以及三 个介电区130a、 130b和130c。本电能储存装置具有数个磁性区110a、 110b、 110c、 110d以及分别配置于两个邻近的磁性区中间的数个介电区130a、 130b 和130c。举例来说，介电区130a会被配置在磁性区110a及110b之间，而介 电区130b则会被配置在磁性区110b及110c之间。这些介电区130a、 130b及 130c是被设计用来储存电能，而具有双极115a、 115b、 115c及115d的磁性区 110a、 110b、 110c及110d则是被设计用来防止电能泄漏。本装置更具有分别被配置在磁性区周围，用以控制磁性区的双极的数个金 属组件(未绘示于图式中)。当本装置中储存着电能的时候，磁性区110a、 110b、 110c及110d的双极 115a、 115b、 115c及115d都会是相同的。当对本装置进行充电的时候，会有部分的磁性区与一电源耦接，而当对本 装置进行放电的时候，则会有部分的磁性区与一负载组件耦接。也就是说，当 对本装置进行充电或放电的时候，磁性区110a及110d会与电源或负载组件耦接，或是所有的磁性区110a、 110b、 110c及110d皆与电源或负载组件耦接。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种电能储存装置，其特征在于，包含一第一磁性区；一第二磁性区；以及一介电区配置于该第一磁性区及该第二磁性区之间，其中该介电区被用以储存电能，以及具有数个双极的该第一磁性区及该第二磁性区被用以防止电能泄漏。
2. 根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于，该介电区为一薄膜。
3. 根据权利要求l所述的电能储存装置，其特征在于，该介电区为介电 材料所构成。
4. 根据权利要求l所述的电能储存装置，其特征在于，该第一磁性区为 一薄膜。
5. 根据权利要求l所述的电能储存装置，其特征在于，该第二磁性区为 一薄膜。
6. 根据权利要求l所述的电能储存装置，其特征在于，更包含一第一金 属组件配置于该第一磁性区周围，用以控制该第一磁性区的双极。
7. 根据权利要求l所述的电能储存装置，其特征在于，更包含一第二金 属组件配置于该第二磁性区周围，用以控制该第二磁性区的双极。
8. 根据权利要求l所述的电能储存装置，其特征在于，当该电能储存装 置储存着电能时，该第一磁性区及该第二磁性区的双极相同。
9. 根据权利要求1所述的电能储存装置，其特征在于，当该电能储存装 置于充电时，该第一磁性区及第二磁性区与一电源耦接。
10. 根据权利要求l所述的电能储存装置，其特征在于，当该电能储存装 置于放电时，该第一磁性区及第二磁性区与一负载组件耦接。
11. —种电能储存装置，其特征在于，包含 数个磁性区；以及数个介电区分别配置于两相邻的该些磁性区之间， 其中该些介电区被用以储存电能，以及具有数个双极的该些磁性区被用以防止电能泄漏。
12. 根据权利要求ll所述的电能储存装置，其特征在于，该些介电区为 数个薄膜。
13. 根据权利要求ll所述的电能储存装置，其特征在于，该些介电区为 介电材料所构成。
14. 根据权利要求11所述的电能储存装置，其特征在于，该些磁性区为 数个薄膜。
15. 根据权利要求ll所述的电能储存装置，更特征在于，含数个金属组件分别配置于该些磁性区周围，用以分别控制每一该些磁性区的双极。
16. 根据权利要求11所述的电能储存装置，其特征在于，当该电能储存装置储存着电能时，该些磁性区的双极相同。
17. 根据权利要求ll所述的电能储存装置，其特征在于，当该电能储存 装置于充电时，部分的该些磁性区与一电源耦接。
18. 根据权利要求11所述的电能储存装置，其特征在于，当该电能储存 装置于放电时，部分的该些磁性区与一负载组件耦接。
全文摘要
一种用以储存电能的装置，此种装置具有一第一磁性区，一第二磁性区以及配置于第一磁性区及第二磁性区之间的一介电区。其中本装置，是利用介电区来储存电能以及利用第一磁性区和第二磁性区的双极来防止电能的泄漏。
文档编号H02J15/00GK101227103SQ20071015159
公开日2008年7月23日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年1月19日
发明者汤姆·艾伦·阿甘, 锜 赖 申请人:北极光股份有限公司