CN106245146A - 一种光能电能复合能量元件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光能电能复合能量元件，包括电热部件和光热部件；所述光热部件为光热纤维或含有光热纤维的复合纤维的纺织物；所述电热部件为电加热材料。本发明将具有热学性能和光学性能的光热纤维或含有上述光热纤维的复合纤维，与电加热材料进行结合，光热纤维材料能够吸收光线或红外线中的能量，并能够蓄能发热，再将上述光热纤维加工成纺织物与电加热材料相结合，得到能够依靠光能和电能进行蓄热发热的复合能量元件，而且实际使用中还可以吸收周围环境和人体自身的红外线产生热量进行蓄热发热和保暖。

Description

一种光能电能复合能量元件及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能织物技术领域，具体涉及一种光能电能复合能量元件及其制备方法。
背景技术
功能纤维是指具有某种特殊功能的特种纤维。所谓的特殊功能，指的是反渗透、分离混合气体、透析、超滤、吸附、吸油、离子交换、高效过滤、导光和导电等。功能纤维以其各自的特殊功能，在工业上分别具有广泛的应用。功能纤维的发展是现代纤维科学进步的象征。功能纤维、差别化纤维和高性能纤维的发展为传统纺织工业的技术创新,向高科技产业的转化创造了有利条件,为人类生活水平的提高作出了贡献。
功能纤维通常除一般纤维所具有的物理机械性能以外，还具有某种特殊功能的新型纤维。比如说:纤维具有卫生保健功能(抗菌、杀螨、理疗及除异味等)；防护功能(防辐射、抗静电、抗紫外线等)；热湿舒适功能(吸热、放热、吸湿、放湿等)；医疗和环保功能(生物相容性和生物降解性)。因而功能纤维按其属性可分为四大类，物理性功能、化学性功能、物质分离性功能、以及生物适应性功能。这其中物理性功能又包括电学功能，如有抗静电性、导电性、电磁波屏蔽性、光电性以及信息记忆性等；热学功能，如有耐高温性、绝热性、阻燃性、热敏性、蓄热性以及耐低温性等；光学功能，如有光导性、光折射性、光干涉性、耐光耐候性、偏光性以及光吸收性等；物理形态功能，如有异形截面形状、超微细和表面微细加工性等。
在日常穿着中，冬装的轻薄和保暖一直是冬装行业的基本矛盾，对于保暖，一般的方案是增厚衣服，对于轻薄，一般的方案是减少冬装中的隔热层。但基于材料的原因，一直改进不大。另一方面随着服装行业竞争的加剧，整个行业急需新的材料和技术实现服装的功能化，竞争的差别化。特别是最近几年电子技术的巨大进步，可穿戴服饰正在成为新的潮流，在成本可接受的情况下开发实用化的功能新概念服饰，也让可穿戴真正实用化。
因而，如何将得到一种光能电能元件，特别是适用于日常穿着纺织织物领域的多功能元件，一直是业内诸多研发型厂商和一线技术人员广泛关注的焦点，具有重大实际应用意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光能电能复合能量元件及其制备方法，本发明提供的光能电能元件，是具有电热学性能和光学性能的复合元件，能够利用光能、电能和周围环境产生的热量进行蓄能发热。
本发明提供了一种光能电能复合能量元件，包括电热部件和光热部件；
所述光热部件为光热纤维或含有光热纤维的复合纤维的纺织物；
所述电热部件为电加热材料。
优选的，所述光热纤维由铯钨纳米复合材料和纤维复合后得到；
所述纺织物包括无纺布；
所述电加热材料包括电加热块、电加热线材、电加热管材和电加热板材中的一种或多种。
优选的，所述光热部件包覆在所述电热部件表面，所述电热部件在光热部件内均匀分布；
所述光能电能元件还包括外置接口；所述外置接口位于所述光热部件以外，且与所述电热部件相连接。
优选的，所述光能电能元件还包括电能储能装置；
所述电能储能装置与所述电热部件相连接，或者所述电能储能装置与所述外置接口相连接；
所述电能储能装置包括一次电池和/或二次电池。
优选的，所述铯钨纳米复合材料包括铯钨纳米材料和分散剂；
所述铯钨纳米材料和分散剂的质量比为(40～80)：(60～20)；
所述铯钨纳米复合材料的粒径为10～30nm。
优选的，所述铯钨纳米材料为铯钨青铜纳米粉末；
所述分散剂包括BYK分散剂和/或TEGO分散剂。
优选的，所述铯钨纳米材料为铯钨青铜和铯的氧化物；
所述铯钨纳米材料中，元素铯和元素钨的质量比为(60～80)：(20～40)。
优选的，所述纤维包括聚酯纤维、粘胶纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、维纶纤维、丙纶纤维、氨纶纤维、纤维素纤维和共聚纤维中的一种或多种。
本发明提供了一种光能电能复合能量元件的制备方法，包括以下步骤：
将光热纤维或含有光热纤维的复合纤维加工成纺织物；
将上述步骤得到的纺织物包覆在电热部件表面；所述电热部件在纺织物内均匀分布；
在纺织物外设置外置接口，外置接口与所述电热部件相连接；
将电热部件固定在纺织物上，并将纺织物周边进行缝合后，得到光能电能复合能量元件。
本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的复合能量元件或上述技术方案所制备的复合能量元件在织物领域的应用；
所述织物包括衣着用织物、装饰用织物或汽车用织物。
本发明提供了一种光能电能复合能量元件，包括电热部件和光热部件；所述光热部件为光热纤维或含有光热纤维的复合纤维的纺织物；所述电热部件为电加热材料。与现有技术相比，本发明将具有热学性能和光学性能的光热纤维，或含有光热纤维的复合纤维与电加热材料进行结合，光热纤维材料能够吸收光线或红外线中的能量，并能够蓄能发热，再将上述光热纤维加工成纺织物与电加热材料相结合，得到能够依靠光能和电能进行蓄热发热的复合能量元件，而且实际使用中还可以吸收周围环境和人体自身的红外线产生热量进行蓄热发热和保暖。实验结果表明，本发明提供的光能电能复合能量元件，光热部件符合欧洲OEKO-TEX Standard 100和REACH 2016标准，电热部件符合欧洲IEC227和IEC228标准；在0～5℃环境温度下3分钟内靠吸收太阳光线的能量，自身温度能够上升到30～50℃，是普通纤维的3～5倍；同等条件下，在无阳光的条件下，光热纤维的放热速率仅为普通纤维的20％～25％。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的光热纤维的外观图；
图2为本发明实施例1制备的光能电能复合能量元件的正面外观图；
图3为本发明实施例1制备的光能电能复合能量元件的背面外观图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或功能纤维领域的常规纯度。
本发明提供了一种光能电能复合能量元件，包括电热部件和光热部件；
所述光热部件为光热纤维或含有光热纤维的复合纤维的纺织物；
所述电热部件为电加热材料。
本发明对所述纺织物没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纺织物即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择，本发明所述纺织物优选为无纺布，更优选为针刺无纺布。
本发明对所述电热部件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的电加热部件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择，本发明所述电热部件优选为电加热材料，更具体优选为电加热块、电加热线材、电加热管材和电加热板材中的一种或多种，具体可以为电加热线材。本发明对所述电加热线材的质量和参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择，以能够提高复合能量元件的整体质量为优选方案。
本发明对所述光能电能复合能量元件的整体结构没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明为增强其多领域、多范围的适用度和电能性能，所述光热部件优选包覆在所述电热部件表面，所述电热部件在光热部件内均匀分布；所述光能电能元件还优选包括外置接口；所述外置接口优选位于所述光热部件以外，且与所述电热部件相连接。本发明对所述外置接口的选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的电力元件的外置接口即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、使用要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述外置接口优选为USB接口。本发明对所述外置接口的电学参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、使用要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述外置接口的电学参数优选为1.5～5V使用电压，0.5～1A的使用功率。
本发明为提高光能电能复合能量元件的多领域、多范围的利用度，所述光能电能元件还包括电能储能装置。本发明对所述电能储能装置没有特别限制，以本领域技术人员熟知的电能储能装置即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、使用要求以及产品性能进行选择，本发明所述电能储能装置优选包括一次电池和/或二次电池，更优选为二次电池，从而能够进行重复性蓄能。本发明对所述电能储能装置的连接关系没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、使用要求以及产品性能进行选择，本发明所述电能储能装置优选与所述电热部件相连接，也可以将所述电能储能装置与所述外置接口相连接。本发明对所述电能储能装置的位置关系没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、使用要求以及产品性能进行选择，可以置于光热部件内，也可以置于光热部件外。本发明对所述光热部件内和外的概念没有特别限制，本领域技术人员能够正常理解其涵义，光热部件包覆电热部件后，光热部件内是指含有电热部件的空间，而光热部件外是指该空间以外的其他空间。特别指出的，当所述电能储能装置置于所述光热部件外时，所述电能储能装置可以一端与电热部件相连接，另一端与外置接口相连接，即电热部件和电能储能在外接电源蓄能时，实现串联；也可以电能储能装置、电热部件分别和外置接口相连接，电能储能装置同时也与电热部件相连接，即电热部件和电能储能在外接电源蓄能时，实现并联。本发明对上述具体连接关系没有特别限制，以现有技术熟知的电气设备的电路连接即可，如笔记本、手机等带有电能储能装置的电气设备的电路连接。
本发明对所述光热纤维没有特别限制，以本领域技术人员熟知的具有光学性能和热学性能的纤维即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择，本发明所述光热纤维优选由铯钨纳米复合材料和纤维复合后得到。本发明对所述含有光热纤维的复合纤维的具体比例没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整。
本发明对所述铯钨纳米复合材料没有特别限制，以本领域技术人员熟知的铯钨纳米复合材料即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择，本发明所述铯钨纳米复合材料优选包括为铯钨纳米材料和分散剂。本发明对所述铯钨纳米材料与分散剂的比例没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择，本发明所述铯钨纳米材料和分散剂的质量比优选为(40～80)：(60～20)，更优选为(50～70)：(50～30)，最优选为60：40。本发明对所述复合材料中复合的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的复合的概念即可，本发明所述复合可以是混合、包覆、半包覆、掺杂、嵌入、负载或沉积的一种或多种，本发明优选为掺杂混合。
本发明对所述铯钨纳米材料没有特别限制，以本领域技术人员熟知的铯钨纳米材料即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择，本发明所述铯钨纳米材料优选包括含有钨的化合物和含有铯的化合物；本发明对所述含有钨的化合物的具体成分没有特别限制，以本领域技术人员熟知的含有钨的纳米材料即可；本发明对所述含有铯的化合物的具体成分没有特别限制，以本领域技术人员熟知的含有钨的纳米材料即可。本发明对所述含有钨的化合物和含有铯的化合物的具体比例没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述铯钨纳米材料中，元素铯和元素钨的质量比优选为(60～80)：(20～40)，更优选为(65～75)：(25～35)，最优选为70：30。具体的，本发明所述含有铯的化合物可以为铯的氧化物的纳米粉末和铯钨酸纳米粉末，含有钨的化合物可以为铯钨酸，即所述铯钨纳米材料为铯钨青铜纳米粉末和铯的氧化物的纳米粉末的混合物。本发明对所述铯的氧化物没有特别限制，以本领域技术人员熟知的铯的氧化物即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择。本发明对所述铯钨青铜的具体组成没有特别限制，以本领域技术人员熟知的铯钨青铜的常规组成即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择。本发明对所述铯的氧化物和铯钨酸纳米粉末的来源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的铯钨纳米材料的来源即可，可以按照常规的方法制备或市售购买均可。本发明对所述铯钨青铜纳米粉末和铯的氧化物的混合物的粒径没有特别限制，以本领域技术人员熟知的铯钨纳米材料的粒径即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择，本发明所述铯钨青铜纳米粉末和铯的氧化物的混合物的粒径优选为10～30nm，更优选为15～25nm，最优选为18～23nm。
此外，本发明所述铯钨纳米材料还优选仅为铯钨青铜纳米粉末，基于本领域常识可知，铯钨青铜的化学式为CsxWO3，(0<x≤0.33)，也称作铯钨酸。本发明对所述铯钨纳米材料的粒径没有特别限制，以本领域技术人员熟知的铯钨纳米材料的粒径即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择，本发明所述铯钨纳米材料的粒径优选为10～30nm，更优选为15～25nm，最优选为18～23nm。本发明对所述铯钨纳米材料(铯钨青铜纳米粉末)的来源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的铯钨纳米材料的来源即可，可以按照常规的方法制备或市售购买均可。
本发明对所述分散剂没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述分散剂优选包括非离子或阴离子型分散剂，如聚乙二醇-200、聚乙二醇-400、硬脂酸锌、如聚氯乙烯、失水山梨醇、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、吐温型失水山梨醇单月酸酯等，也可以为复合型分散剂，如BYK分散剂和/或TEGO分散剂等，具体可以为EFKA-4010、BYK-161、BYK-163、5040、5050、Tego715、Tego740、Tego750和Tego760中的一种或多种，更优选为BYK-161、BYK-163、Tego715、Tego740、Tego750和Tego760中的一种或多种。
本发明对所述纤维没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纤维材料即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择，本发明所述纤维优选包括聚酯纤维、粘胶纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、维纶纤维、丙纶纤维、氨纶纤维、纤维素纤维和共聚纤维中的一种或多种，更优选为聚酯纤维、粘胶纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、维纶纤维、丙纶纤维、氨纶纤维、纤维素纤维或共聚纤维，具体可以为聚酯纤维、锦纶纤维、腈纶纤维或丙纶纤维。
本发明对所述复合的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知的复合的概念即可，本发明所述复合可以是混合、熔融、包覆、半包覆、掺杂、嵌入、负载或沉积的一种或多种，本发明优选为混合熔融，更优选为熔融纺丝。
本发明还提供了一种光热纤维的制备方法，包括以下步骤：
A)将铯钨纳米复合材料和纤维原料切片混合熔融后，经过纺丝得到光热纤维。
本发明对上述制备方法中原料的选择和来源等范围和优选原则，如无特别注明，与前述光热纤维材料中的均一致，在此不再一一赘述。
本发明对所述纤维原料切片没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纤维原料切片即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述纤维原料切片优选为聚酯切片、丙纶切片、锦纶切片和腈纶切片中的一种或多种，更优选为半消光聚酯切片、丙纶切片、锦纶切片或腈纶切片，具体可以为半消光聚酯切片。
本发明对所述混合熔融的具体条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纤维制备过程中的熔融条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述混合熔融的温度优选为270～300℃，更优选为280～290℃，最优选为285℃。
本发明为进一步提高光热纤维的性能，上述步骤A)具体优选为：
A1)将铯钨纳米复合材料和纤维原料切片混合造粒后，得到光热母粒；
A2)将上述步骤得到的光热母粒与纤维原料切片再次混合和干燥，熔融纺丝后得到光热纤维。
本发明对所述混合造粒的方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纤维制备过程中的母粒的造粒方法即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，可以为两辊开炼法、密炼法或共挤出法中的任意一种。本发明对所述混合造粒的设备没有特别限制，以本领域技术人员熟知的母粒的造粒设备即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，可以为双辊机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机等混炼设备中的任意一种。本发明对所述混合造粒的步骤和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纤维制备过程中的母粒的造粒的步骤和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整。
本发明对所述铯钨纳米复合材料和纤维原料切片的比例没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明为优化性能，所述铯钨纳米复合材料和纤维原料切片的质量比优选为(5～20)：(95～80)，更优选为(7～18)：(93～72)，最优选为(10～15)：(90～85)。本发明对所述光热母粒的条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的母粒的条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述光热母粒的大小优选为0.5～3mm，更优选为1～2.5mm，最优选为1.5～2mm。
本发明然后将上述步骤得到的光热母粒与纤维原料切片再次混合和干燥，熔融纺丝后得到光热纤维。
本发明对所述再次混合和干燥的参数和条件没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述干燥的时间优选为7～12小时，更优选为8～11小时，最优选为9～10小时。本发明对所述熔融纺丝的步骤和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的熔融纺丝的步骤和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整。本发明对所述熔融纺丝的设备没有特别限制，以本领域技术人员熟知的熔融纺丝设备即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整。
本发明对所述光热母粒与纤维原料切片的比例没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明为优化性能，所述光热母粒与纤维原料切片的质量比优选为(5～20)：(95～80)，更优选为(7～18)：(93～72)，最优选为(10～15)：(90～85)。
本发明对所述产品光热纤维的参数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述光热纤维的纤度可以为1.4～20旦，也可以为5～15旦，也可以为8～12旦；所述光热纤维的长度可以为25～200mm，也可以为50～175mm，也可以为75～150mm，具体可以为25mm、28mm、38mm、51mm、64mm、76mm、101mm或190mm等。
本发明上述过程的具体步骤可以为，将光热母粒和切片混合，经过转鼓干燥后，螺杆高温熔化挤出到喷丝板，冷却成丝，放入盛丝桶放置后，把丝束进行油浴，然后进行蒸汽定型，定型后再烘箱内烘干，最后把丝束切断成产品长度，打包，得到最终的光热纤维。
本发明上述步骤得到了一种光能电能复合能量元件，本发明提供的光能电能复合能量元件，可以单独在有阳光或者有暖色调的光线环境下使用(不用电池)，靠红外线和紫外线取暖，或者靠其它的热源蓄热保暖(光转换成热量是靠光热纤维)，也可以直接接电或用电能储能装置如电池等，通过电热部件转换成热量；此外，当光能电能复合能量元件放入服装(后背，前襟，肩部，手部，腰部或者其它服装的任意部位)，还能通过人体自身产生的红外线进行蓄热，在低温环境下具有保暖和放发热功能。
本发明还提供了一种光能电能复合能量元件的制备方法，包括以下步骤：
将光热纤维或含有光热纤维的复合纤维加工成纺织物；
将上述步骤得到的纺织物包覆在电热部件表面；所述电热部件在纺织物内均匀分布；
在纺织物以外设置外置接口，外置接口与所述电热部件相连接；
将电热部件固定在纺织物上，并将纺织物周边进行缝合后，得到光能电能复合能量元件。
本发明对所述含有光热纤维的复合纤维中的光热纤维的比例没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整。本发明对所述加工的方式和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的纤维加工成纺织物的方式和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整。
本发明对所述包覆没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述包覆优选为将两片纺织物包覆在电热部件表面。本发明对所述连接的具体方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的电器元件的连接方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述连接优选为焊接。本发明对所述固定没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整，本发明所述固定优选为缝纫或缝合。
本发明还提供了上述任意一项技术方案所述的复合能量元件或上述技术方案所制备的复合能量元件在织物领域的应用。
本发明对所述织物没有特别限制，以本领域技术人员熟知的织物的类型即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、质量要求以及产品性能进行选择，本发明所述织物可以为衣着用织物、装饰用织物、汽车用织物、产业用织物、医用织物和航天军工用织物中的一种或多种，更具体优选为衣着用织物、装饰用织物或汽车用织物，最优选为衣着用织物。
本发明上述步骤制备了一种光能电能复合能量元件，本发明将铯钨纳米复合材料用于纤维中，与纤维复合后得到了光热纤维，该光热纤维材料具有热学性能和光学性能，通过在纤维中添加纳米材料使得纤维具有吸收光线中的能量，并能够蓄能发热；本发明又将上述光热纤维加工成纺织物与电热器件相结合，得到能够依靠光能、电能和周围环境产生的能量进行蓄热发热的复合能量元件。在实际使用中将充电宝或者锂电池作为电能来源，把电加热材料加热成为热源，衣服得以保暖；光热纤维加工而成的无纺布，吸收光线中的能量发热，使衣服具有保暖功能，而且光热无纺布还可以吸收人体的红外线并发热保暖；光热无纺布包覆电热部件，光热无纺布也能够吸收电热部件的热量，从而具有蓄热保暖功能。
实验结果表明，本发明提供的光能电能复合能量元件，光热部件符合欧洲OEKO-TEX Standard 100和REACH 2016标准，电热部件符合欧洲IEC227和IEC228标准；在0～5℃环境温度下3分钟内靠吸收太阳光线的能量，自身温度能够上升到30～50℃，是普通纤维的3～5倍；同等条件下，在无阳光的条件下，光热纤维的放热速率仅为普通纤维的20％～25％。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种光能电能复合能量元件及其制备方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
将粒径为10nm的铯钨青铜CsxWO3，其中x为0.1，与分散剂BYK-161，按照质量比为60:40的比例进行均匀混合，得到粒径为30nm的铯钨纳米复合材料颗粒。
然后将上述复合材料颗粒和规格为4*5*2mm的半消光聚酯切片，按照质量比为10:90的比例进行混合造粒，得到粒径为1.5mm的光热母粒。
再以5％的光热母粒比例和95％的半消光聚酯切片混合，经过转鼓10小时干燥，螺杆285℃高温熔化纺丝，挤出到喷丝板，冷却成丝，放入盛丝桶放置6个小时，把丝束进行油浴(温度为80℃)，然后进行蒸汽定型，定型温度为130℃，定型后再120℃的烘箱内烘干，把丝束切断成38mm,按照250公斤的重量打包，生产过程完毕，得到光热纤维。
对本发明实施例1所制备的光热纤维进行外观检测，参看图1，图1为本发明实施例1制备的光热纤维的外观图。
然后用上述步骤制备的1.5x38mm光热纤维生产出克重为40的针刺无纺布，即光能无纺布，把布料裁剪成15x25的长方形布料两片，把电加热线材(德国进口电热材料，可用5V低电压和1A电流带动，质量符合德国标准)包裹在两片方形布中，确保电加热线材均匀的铺在光能无纺布上，根据设计在无纺布上的位置进行缝纫，确保电加热线材被牢固地固定住。
再把电加热线材和带有USB接口的线材焊接并塑化，确保连接可靠，USB接口置于光能无纺布以外。
最后，把光能无纺布的四边进行缝纫，检验缝纫和通电并包装，得到成品的光能电能复合能量元件。
对本发明实施例1所制备的光能电能复合能量元件进行外观检测，参看图2，图2为本发明实施例1制备的光能电能复合能量元件的正面外观图。参看图3，图3为本发明实施例1制备的光能电能复合能量元件的背面外观图。
对本发明实施例1所制备的光能电能复合能量元件进行性能检测，其中光能无纺布符合欧洲OEKO-TEX Standard 100和REACH2016标准，电加热线材等相关电热连接材料符合欧洲IEC227和IEC228标准，缝纫线为高强标准涤纶缝纫线。
通电后验证质量，在连接电池通电时电能转换成热能，温度在2分钟内升温到40℃；对上述光能电能复合能量元件进行超过100次洗衣机洗涤，不影响使用效果，普通电热产品不能洗涤。
对本发明实施例1所制备的光能电能复合能量元件和普通纤维进行性能检测，当环境温度为5℃时，把普通纤维放在阳光下3分钟，温度上升到大概10℃，把上述光热纤维放到阳光下3分钟，纤维温度上升到35℃。
同样条件下，当环境温度为5℃时，隔绝太阳光，普通纤维3分钟后降到环境温度，而本发明上述光热纤维在12分钟后才会降到环境温度。
检测人体热效应，在不可见光条件下，能吸收人体红外线升温3℃。
检测批次质量合格率，在成批次生产过程中，不合格率小于等于万分之一。
实施例2
将粒径为20nm的铯钨青铜CsxWO3，其中x为0.2，与分散剂Tego740，按照质量比为50:50的比例进行均匀混合，得到粒径为30nm的铯钨纳米复合材料颗粒。
然后将上述复合材料颗粒和规格为4*5*2mm的锦纶切片，按照质量比为5:95的比例进行混合造粒，得到粒径为1mm的光热母粒。
再以5％的光热母粒比例和95％的半消光聚酯切片混合，经过转鼓10小时干燥，螺杆285℃高温熔化纺丝，挤出到喷丝板，冷却成丝，放入盛丝桶放置6个小时，把丝束进行油浴(温度为80℃)，然后进行蒸汽定型，定型温度为130℃，定型后再120℃的烘箱内烘干，把丝束切断成38mm,按照250公斤的重量打包，生产过程完毕，得到光热纤维。
然后用上述步骤制备的1.5x38mm光热纤维生产出克重为40的针刺无纺布，即光能无纺布，把布料裁剪成15x25的长方形布料两片，把电加热线材(德国进口电热材料，可用5V低电压和1A电流带动，质量符合德国标准)包裹在两片方形布中，确保电加热线材均匀的铺在光能无纺布上，根据设计在无纺布上的位置进行缝纫，确保电加热线材被牢固地固定住。
再把电加热线材和带有USB接口的线材焊接并塑化，确保连接可靠，USB接口置于光能无纺布以外。
最后，把光能无纺布的四边进行缝纫，检验缝纫和通电并包装，得到成品的光能电能复合能量元件。
对本发明实施例2所制备的光能电能复合能量元件进行性能检测，其中光能无纺布符合欧洲OEKO-TEX Standard 100和REACH2016标准，电加热线材等相关电热连接材料符合欧洲IEC227和IEC228标准，缝纫线为高强标准涤纶缝纫线。
通电后验证质量，在连接电池通电时电能转换成热能，温度在2分钟内升温到38℃；对上述光能电能复合能量元件进行超过100次洗衣机洗涤，不影响使用效果，普通电热产品不能洗涤。
对本发明实施例2所制备的光热纤维和普通纤维进行性能检测，当环境温度为5℃时，把普通纤维放在阳光下3分钟，温度上升到大概11℃，把上述光热纤维放到阳光下3分钟，纤维温度上升到37℃。
同样条件下，当环境温度为5℃时，隔绝太阳光，普通纤维4分钟后降到环境温度，而本发明上述光热纤维在17分钟后才会降到环境温度。
检测人体热效应，在不可见光条件下，能吸收人体红外线升温3℃。
检测批次质量合格率，在成批次生产过程中，不合格率小于等于万分之一。
实施例3
将粒径为10nm的铯钨青铜CsxWO3，其中x为0.3，与分散剂聚乙二醇-400，按照质量比为60:40的比例进行均匀混合，得到粒径为30nm的铯钨纳米复合材料颗粒。
然后将上述复合材料颗粒和规格为4*5*2mm的半消光聚酯切片，按照质量比为10:90的比例进行混合造粒，得到粒径为1.5mm的光热母粒。
再以5％的光热母粒比例和95％的半消光聚酯切片混合，经过转鼓10小时干燥，螺杆285℃高温熔化纺丝，挤出到喷丝板，冷却成丝，放入盛丝桶放置6个小时，把丝束进行油浴(温度为80℃)，然后进行蒸汽定型，定型温度为130℃，定型后再120℃的烘箱内烘干，把丝束切断成38mm,按照250公斤的重量打包，生产过程完毕，得到光热纤维。
然后用上述步骤制备的1.5x38mm光热纤维生产出克重为40的针刺无纺布，即光能无纺布，把布料裁剪成15x25的长方形布料两片，把电加热线材(德国进口电热材料，可用5V低电压和1A电流带动，质量符合德国标准)包裹在两片方形布中，确保电加热线材均匀的铺在光能无纺布上，根据设计在无纺布上的位置进行缝纫，确保电加热线材被牢固地固定住。
再把电加热线材和带有USB接口的线材焊接并塑化，确保连接可靠，USB接口置于光能无纺布以外。
最后，把光能无纺布的四边进行缝纫，检验缝纫和通电并包装，得到成品的光能电能复合能量元件。
对本发明实施例3所制备的光能电能复合能量元件进行性能检测，其中光能无纺布符合欧洲OEKO-TEX Standard 100和REACH2016标准，电加热线材等相关电热连接材料符合欧洲IEC227和IEC228标准，缝纫线为高强标准涤纶缝纫线。
通电后验证质量，在连接电池通电时电能转换成热能，温度在2分钟内升温到42℃；对上述光能电能复合能量元件进行超过100次洗衣机洗涤，不影响使用效果，普通电热产品不能洗涤。
对本发明实施例3所制备的光热纤维和普通纤维进行性能检测，当环境温度为5℃时，把普通纤维放在阳光下3分钟，温度上升到大概10℃，把上述光热纤维放到阳光下3分钟，纤维温度上升到36℃。
同样条件下，当环境温度为5℃时，隔绝太阳光，普通纤维3分钟后降到环境温度，而本发明上述光热纤维在13分钟后才会降到环境温度。
检测人体热效应，在不可见光条件下，能吸收人体红外线升温2.5℃。
检测批次质量合格率，在成批次生产过程中，不合格率小于等于万分之一。
实施例4
将粒径为10nm的铯钨青铜CsxWO3和氧化铯的混合物，其中x为0.1，混合物中铯和钨的质量比为7:3，与分散剂EFKA-4010，按照质量比为60:40的比例进行均匀混合，得到粒径为30nm的铯钨纳米复合材料颗粒。
然后将上述复合材料颗粒和规格为4*5*2mm的半消光聚酯切片，按照质量比为10:90的比例进行混合造粒，得到粒径为1.5mm的光热母粒。
再以5％的光热母粒比例和95％的半消光聚酯切片混合，经过转鼓10小时干燥，螺杆285℃高温熔化纺丝，挤出到喷丝板，冷却成丝，放入盛丝桶放置6个小时，把丝束进行油浴(温度为80℃)，然后进行蒸汽定型，定型温度为130℃，定型后再120℃的烘箱内烘干，把丝束切断成38mm,按照250公斤的重量打包，生产过程完毕，得到光热纤维。
然后用上述步骤制备的1.5x38mm光热纤维生产出克重为40的针刺无纺布，即光能无纺布，把布料裁剪成15x25的长方形布料两片，把电加热线材(德国进口电热材料，可用5V低电压和1A电流带动，质量符合德国标准)包裹在两片方形布中，确保电加热线材均匀的铺在光能无纺布上，根据设计在无纺布上的位置进行缝纫，确保电加热线材被牢固地固定住。
再把电加热线材和带有USB接口的线材焊接并塑化，确保连接可靠，USB接口置于光能无纺布以外。
最后，把光能无纺布的四边进行缝纫，检验缝纫和通电并包装，得到成品的光能电能复合能量元件。
对本发明实施例4所制备的光能电能复合能量元件进行性能检测，其中光能无纺布符合欧洲OEKO-TEX Standard 100和REACH2016标准，电加热线材等相关电热连接材料符合欧洲IEC227和IEC228标准，缝纫线为高强标准涤纶缝纫线。
通电后验证质量，在连接电池通电时电能转换成热能，温度在2分钟内升温到45℃；对上述光能电能复合能量元件进行超过100次洗衣机洗涤，不影响使用效果，普通电热产品不能洗涤。
对本发明实施例4所制备的光热纤维和普通纤维进行性能检测，当环境温度为5℃时，把普通纤维放在阳光下3分钟，温度上升到大概10℃，把上述光热纤维放到阳光下3分钟，纤维温度上升到40℃。
同样条件下，当环境温度为5℃时，隔绝太阳光，普通纤维3分钟后降到环境温度，而本发明上述光热纤维在15分钟后才会降到环境温度。
检测人体热效应，在不可见光条件下，能吸收人体红外线升温4℃。
检测批次质量合格率，在成批次生产过程中，不合格率小于等于万分之一。
以上对本发明提供的一种光能电能复合能量元件及其制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种光能电能复合能量元件，其特征在于，包括电热部件和光热部件；
所述光热部件为光热纤维或含有光热纤维的复合纤维的纺织物；
所述电热部件为电加热材料。
2.根据权利要求1所述的复合能量元件，其特征在于，所述光热纤维由铯钨纳米复合材料和纤维复合后得到；
所述纺织物包括无纺布；
所述电加热材料包括电加热块、电加热线材、电加热管材和电加热板材中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的复合能量元件，其特征在于，所述光热部件包覆在所述电热部件表面，所述电热部件在光热部件内均匀分布；
所述光能电能复合能量元件还包括外置接口；所述外置接口位于所述光热部件以外，且与所述电热部件相连接。
4.根据权利要求3所述的复合能量元件，其特征在于，所述光能电能复合能量元件还包括电能储能装置；
所述电能储能装置与所述电热部件相连接，或者所述电能储能装置与所述外置接口相连接；
所述电能储能装置包括一次电池和/或二次电池。
5.根据权利要求1所述的复合能量元件，其特征在于，所述铯钨纳米复合材料包括铯钨纳米材料和分散剂；
所述铯钨纳米材料和分散剂的质量比为(40～80)：(60～20)；
所述铯钨纳米复合材料的粒径为10～30nm。
6.根据权利要求5所述的复合能量元件，其特征在于，所述铯钨纳米材料为铯钨青铜纳米粉末；
所述分散剂包括BYK分散剂和/或TEGO分散剂。
7.根据权利要求5所述的复合能量元件，其特征在于，所述铯钨纳米材料包括含有钨的化合物和含有铯的化合物；
所述铯钨纳米材料中，元素铯和元素钨的质量比为(60～80)：(20～40)。
8.根据权利要求5所述的复合能量元件，其特征在于，所述纤维包括聚酯纤维、粘胶纤维、锦纶纤维、腈纶纤维、维纶纤维、丙纶纤维、氨纶纤维、纤维素纤维和共聚纤维中的一种或多种。
9.一种光能电能复合能量元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将光热纤维或含有光热纤维的复合纤维加工成纺织物；
将上述步骤得到的纺织物包覆在电热部件表面；所述电热部件在纺织物内均匀分布；
在纺织物以外设置外置接口，外置接口与所述电热部件相连接；
将电热部件固定在纺织物上，并将纺织物周边进行缝合后，得到光能电能复合能量元件。
10.权利要求1～8任意一项所述的复合能量元件或权利要求9所制备的复合能量元件在织物领域的应用；
所述织物包括衣着用织物、装饰用织物或汽车用织物。
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