Brevet FR2913282A1 — publié le 20080905

DISPOSITIF DE STOCKAGE D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif de stockage d'énergie électrique et plus particulièrement, un dispositif magnétique de stockage d'énergie électrique. ÉTAT DE L'ART Les dispositifs de stockage d'énergie sont devenus importants au quotidien. Des 15 composants tels que les condensateurs utilisés dans des circuits ou les batteries utilisées dans des appareils portables, ainsi que le type de dispositif de stockage d'énergie influencent les performances et l'autonomie de l'appareil électrique consommateur. Cependant, les dispositifs de stockage d'énergie conventionnels présentent des 20 difficultés. Par exemple, les condensateurs ont un problème de fuite de courant diminuant les performances globales. Les batteries présentent un problème d' "effet de mémoire" de diminution des performances globales dans le temps, consécutif à des charges/décharges partielles. L'effet de magnéto-résistance géante (MRG) est un phénomène de mécanique 25 quantique observé dans les structures comportant alternativement des couches magnétiques et non-magnétiques minces. L'effet de MRG peut sensiblement varier de résistance électrique, depuis un état de haute résistance à champ nul à un état de faible résistance à champ élevé selon l'application d'un champ externe. Ainsi, l'effet de MRG peut être exploité pour fournir un isolant performant. Un 30 dispositif muni de l'effet de MRG peut être mis en oeuvre pour stocker de l'énergie électrique et il est utile, pour les raisons précédentes, d'avoir d'un dispositif muni de l'effet de MRG pour stocker de l'énergie électrique. 10 RÉSUMÉ DE LA PRÉSENTE INVENTION Le but de la présente invention est de fournir un dispositif pour stocker de l'énergie électrique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif comprend une première couche magnétique, une deuxième couche magnétique et une couche diélectrique disposée entre la première couche magnétique et la deuxième couche magnétique. La couche diélectrique est configurée pour stocker de l'énergie électrique. La première couche magnétique et la deuxième couche magnétique, munies de dipôles, sont disposées pour empêcher la perte d'énergie électrique. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, le dispositif de stockage d'énergie électrique comprend plusieurs couches magnétiques et plusieurs couches diélectriques respectivement disposées entre deux couches magnétiques adjacentes. Les couches diélectriques sont configurées pour stocker de l'énergie électrique et les couches magnétiques, munies de dipôles, sont disposées pour empêcher la perte d'énergie électrique. II convient de comprendre que la description générale précédente et la description détaillée qui suit sont données à titre d'exemples, et ont pour but de fournir des explications détaillées de l'invention revendiquée. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Les caractéristiques, modes et avantages précédents et autres de la présente invention seront mieux compris d'après la description suivante, les revendications annexées, et les figures d'accompagnement où : La figure 1 représente un dispositif de stockage d'énergie électrique selon un mode de réalisation de la présente invention La figure 2 représente ledit dispositif en phase de charge selon un mode de réalisation de la présente invention ; La figure 3 représente le ledit dispositif en phase de décharge selon un mode de réalisation de la présente invention ; et La figure 4 représente ledit dispositif selon un autre mode de réalisation de la présente invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Il est maintenant fait référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés dans les figures d'accompagnement. Dans la mesure du possible, les mêmes numéros de référence sont utilisés dans les dessins et la description de l'invention pour désigner des éléments identiques ou similaires. Toutes les figures sont présentées dans un but d'explication des principes de la présente invention. Les informations annexes des figures, telles que des numéros, positions, relations, ou côtes des éléments constituant les modes de réalisation, sont expliquées ou font partie des règles de l'art après lecture et compréhension de la description suivante. La figure 1 représente un dispositif de stockage d'énergie électrique selon un mode de réalisation de la présente invention. Le dispositif de stockage d'énergie électrique comprend une première couche magnétique (110), une deuxième couche magnétique (120) et une couche diélectrique (130) disposée entre la première couche magnétique (110) et la deuxième couche magnétique (120). La couche diélectrique (130) est configurée pour stocker de l'énergie électrique, et la première couche magnétique (110) et la deuxième couche magnétique (120), munies de dipôles (115, 125), sont disposées pour empêcher la perte d'énergie électrique. La couche diélectrique (130) est une couche mince et est composée de matériau diélectrique, tel que BaTiO3 ou TiO3. Cependant, le matériau diélectrique n'est pas un isolant parfait. Du faible courant peut traverser la couche diélectrique (130). Ainsi, la première couche magnétique (110) et la deuxième couche magnétique (120) sont nécessaires pour produire un effet isolant et empêcher le courant de passer à travers (c.-à-d. une perte d'énergie électrique). Les premières et deuxièmes couches magnétiques (110, 120) sont des couches minces et ces deux couches magnétiques (110, 120), munies de dipôles (115, 125), sont utilisées pour empêcher la perte d'énergie électrique. Le dispositif comprend en outre un premier dispositif en métal (140) disposé autour de la première couche magnétique (110), où le premier dispositif en métal (140) est disposé pour commander le dipôle (115) de la première couche magnétique (110). Le dispositif comprend également un deuxième dispositif en métal (150) disposé autour de la deuxième couche magnétique (120), où le deuxième dispositif en métal (150) est disposé pour commander le dipôle (125) de la deuxième couche magnétique (120). Le concepteur ou l'utilisateur peut utiliser le premier dispositif en métal (140) et le deuxième dispositif en métal (150) pour appliquer des champs externes afin de commander les dipôles des couches magnétiques (110, 120). Les positions des dispositifs en métal (140, 150) montrées en figure 1 ne sont pas limitatives dans le dispositif de la présente invention. Le concepteur peut disposer les dispositifs en métal selon les besoins réels. A partir de la description ci-dessus, le concepteur peut utiliser les dispositifs en métal (140, 150) pour commander les dipôles (115, 125) des couches magnétiques (110, 120) et faire coopérer les dipôles (115, 125) avec la couche diélectrique (130) pour stocker de l'énergie électrique et empêcher la perte d'énergie électrique. Lorsque le dispositif stocke de l'énergie électrique, les dipôles (115) "4" et (125) "4" de la première couche magnétique (110) et de la deuxième couche magnétique (120) sont identiques. Ainsi, la première couche magnétique (110) et la deuxième couche magnétique (120) empêchent la perte d'énergie électrique, et de l'énergie électrique peut être stockée dans la couche diélectrique (130). Il convient de noter que, lorsque les dipôles (115, 125) de la première couche magnétique (110) et de la deuxième couche magnétique (120) sont identiques, les orientations de spin des électrons de la couche diélectrique (130) sont dirigées selon une direction. De ce fait, la fuite de courant est limitée et il y a moins de perte d'énergie électrique. L'énergie reste ainsi stockée pendant plus longtemps. Il est à noter que les symboles "4" sont simplement disposés ici pour représenter les dipôles des couches magnétiques et non pas pour limiter les sens des dipôles. La figure 2 représente le dispositif en phase de charge selon un mode de réalisation de la présente invention. Lorsque le dispositif est en phase de charge, la première couche magnétique (110) et la deuxième couche magnétique (120) sont reliées à une source d'énergie (260). L'énergie électrique entre dans la couche diélectrique (130) à partir de la source d'énergie (260). La figure 3 représente le dispositif en phase de décharge selon un mode de réalisation de la présente invention. Lorsque le dispositif est en phase de décharge, la première couche magnétique (110) et la deuxième couche magnétique (120) sont reliées à un appareil en charge (370). L'énergie électrique sort de la couche diélectrique (130) vers l'appareil en charge (370). La source d'énergie (260) ou l'appareil en charge (370) peuvent facilement influencer les dipôles (115, 125) des couches magnétiques (110, 120), et l'effet isolant des couches magnétiques (110, 120) n'est pas bon de ce fait. Ainsi, le courant peut traverser les couches magnétiques. Le dispositif de la présente invention peut être considéré comme un condensateur de grande capacité. De plus, le dispositif peut être exploité comme une batterie. Ainsi, un tel dispositif ayant fonction de batterie ne présente pas le problème d' "effet de mémoire" et peut réaliser des charges/décharges complètes ou partielles sans diminuer les performances. Par ailleurs, le dispositif de la présente invention peut être utilisé pour créer une association de plusieurs dispositifs en parallèle permettant d'obtenir une capacité de stockage d'énergie beaucoup plus élevée. De plus, plusieurs dispositifs peuvent être empilés pour obtenir un stockage d'énergie beaucoup plus important, tel que présenté en figure 4. Le mode de réalisation selon la figure 4 comprend par exemple quatre couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) et trois couches diélectriques (130a, 130b 130c). Le dispositif de stockage d'énergie électrique comporte plusieurs couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d), et plusieurs couches diélectriques (130a, 130b, 130c) disposées respectivement entre deux couches magnétiques adjacentes. Par exemple, la couche diélectrique (130a) est disposée entre les couches magnétiques (110a) et (110b) ; la couche diélectrique (130b) est disposée entre les couches magnétiques (110b) et (110c). Les couches diélectriques (130a, 130b, 130c) sont configurées pour stocker de l'énergie électrique et les couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d), munies de dipôles (115a, 115b, 115c, 115d) sont disposées pour empêcher la perte d'énergie électrique. Le dispositif de la présente invention comprend en outre plusieurs dispositifs en métal (non représentés) disposés respectivement autour des couches magnétiques 30 pour commander les dipôles des couches magnétiques. Lorsque le dispositif de la présente invention stocke de l'énergie électrique, les dipôles (115a, 115b, 115c, 115d) des couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) sont identiques. Lorsque le dispositif de la présente invention est en phase de charge, les couches magnétiques sont partiellement reliées à une source d'énergie ; lorsque le dispositif de la présente invention est en phase de décharge, les couches magnétiques sont partiellement reliées à un appareil en charge. Ainsi, lorsque le dispositif de la présente invention est en phase de charge ou de décharge, les couches magnétiques (110a) et (110d) sont reliées à la source d'énergie ou à l'appareil en charge, ou bien toutes couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) sont reliées à la source d'énergie ou à l'appareil en charge. Il apparaîtra évident à l'homme de l'art que nombre de modifications et de variantes peuvent être apportées à la structure de la présente invention sans se départir en rien de la portée de la présente invention. Au vu de ce qui précède, il a été voulu que la présente invention couvre chacune de ces modifications ou variantes dans la mesure où elles sont dans la portée des revendications suivantes et de leurs équivalentes.15 REVENDICATIONS 1) Dispositif de stockage d'énergie électrique, comprenant : une première couche magnétique (110) ; une deuxième couche magnétique (120) ; et une couche diélectrique (130) disposée entre ladite première couche magnétique (110) et ladite deuxième couche magnétique (120) ; où ladite couche diélectrique (130) est configurée pour stocker de l'énergie électrique, et ladite première couche magnétique (110) et ladite deuxième couche magnétique (120), munies de dipôles (115, 125), sont disposées pour empêcher la perte d'énergie électrique. 2) Le dispositif selon la revendication 1, où ladite couche diélectrique (130) est une couche mince. 3) Le dispositif selon la revendication 1, où ladite couche diélectrique (130) est composée de matériau diélectrique. 4) Le dispositif selon la revendication 1, où ladite première couche magnétique (110) est une couche mince. 5) Le dispositif selon la revendication 1, où ladite deuxième couche magnétique (120) est une couche mince. 6) Le dispositif selon la revendication 1, comprenant en outre un premier dispositif en métal (140) disposé autour de ladite première couche magnétique (110) pour commander ledit dipôle (115) de ladite première couche magnétique (110). 30 7) Le dispositif selon la revendication 1, comprenant en outre un deuxième dispositif en métal (150) disposé autour de ladite deuxième couche magnétique (120) pour commander ledit dipôle (125) de ladite deuxième couche magnétique (120). 8) Le dispositif selon la revendication 1 où, lorsque ledit dispositif stocke de l'énergie 35 électrique, lesdits dipôles (115, 125) desdites première couche magnétique (110) et deuxième couche magnétique (120) sont identiques.25 9) Le dispositif selon la revendication 1 où, lorsque ledit dispositif est en phase de charge, ladite première couche magnétique (110) et ladite deuxième couche magnétique (120) sont reliées à une source d'énergie (260). 10)Le dispositif selon la revendication 1 où, lorsque ledit dispositif est en phase de décharge, ladite première couche magnétique (110) et ladite deuxième couche magnétique (120) sont couplées à un appareil en charge (370). 10 11)Dispositif de stockage d'énergie électrique, comprenant : plusieurs couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) ; et plusieurs couches diélectriques (130a, 130b 130c) disposées respectivement entre deux dites couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) adjacentes ; où lesdites couches diélectriques (130a, 130b 130c) sont configurées pour 15 stocker de l'énergie électrique et lesdites couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d), munies de dipôles (115a, 115b, 115c, 115d), sont disposées pour empêcher la perte d'énergie électrique. 12)Le dispositif selon la revendication 11, où lesdites couches diélectriques (130a, 20 130b 130c) sont des couches minces. 13)Le dispositif selon la revendication 11, où lesdites couches diélectriques (130a, 130b 130c) sont composées de matériau diélectrique. 25 14)Le dispositif selon la revendication 11, où lesdites couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) sont des couches minces. 15)Le dispositif selon la revendication 11, comprenant en outre plusieurs dispositifs en métal disposés respectivement autour desdites couches magnétiques (110a, 30 110b, 110c, 110d) pour commander respectivement lesdits dipôles (115a, 115b, 115c, 115d) de chacune desdites couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d). 16)Le dispositif selon la revendication 11 où, lorsque ledit dispositif stocke de l'énergie électrique, lesdits dipôles (115a, 115b, 115c, 115d) desdites couches 35 magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) sont identiques.5-9- 17)Le dispositif selon la revendication 11 où, lorsque ledit dispositif est en phase de charge, lesdites couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) sont partiellement reliées à une source d'énergie. 18)Le dispositif selon la revendication 11 où, lorsque ledit dispositif est en phase de décharge, lesdites couches magnétiques (110a, 110b, 110c, 110d) sont partiellement reliées à un appareil en charge.