CN106817880B - 可储热散热的装置及电子设备、储热散热实现方法 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种可储热散热的装置及电子设备、储热散热实现方法及装置。所述可储热散热的装置包括：泡棉和石墨片，所述石墨片与所述泡棉相贴合，所述石墨片用于将热源产生的热量进行散热，所述泡棉的发泡材料中添加有相变材料，所述相变材料用于在热源的温度达到所述相变材料的相变温度之前，吸收所述石墨片散发的热量。本公开技术方案通过泡棉与石墨片相贴合，可以省掉石墨片与泡棉之间的胶水或胶带，通过将添加有相变材料的泡棉与石墨片组成复合材料，使相变材料的吸热与石墨片的导热形成一个流畅的循环，进而将电子设备发热的时间点推迟，提高电子设备的导热散热效果。

Description

可储热散热的装置及电子设备、储热散热实现方法

技术领域

本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种可储热散热的装置及电子设备、储热散热实现方法。

背景技术

随着电子设备不断将更强大的功能集成到更小的组件中，温度的升高会导致设备运行速度减慢、器件工作中途出故障、尺寸空间限制以及其它很多性能方面的问题。因此在架构紧缩，操作空间越来越小的情况下，如何有效地对更大单位功率所产生的更多热量进行导热及散热成为硬件设计和软件设计至关重要的挑战之一。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开实施例提供一种可储热散热的装置及电子设备、储热散热实现方法，用以提高电子设备的导热散热效果。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种可储热散热的装置，包括：泡棉和石墨片，所述石墨片与所述泡棉相贴合，所述石墨片用于将热源产生的热量进行散热，所述泡棉的发泡材料中添加有相变材料，所述相变材料用于在热源的温度达到所述相变材料的相变温度之前，吸收所述石墨片散发的热量。

在一实施例中，所述相变材料的相变温度可由所述热源所需的温度确定。

在一实施例中，所述泡棉可以所述石墨片为基材进行发泡形成相贴合的结构。

在一实施例中，所述泡棉中还可添加有散热材料，所述散热材料与所述相变材料混合在一起后在所述石墨片上进行发泡形成相贴合的结构。

在一实施例中，所述散热材料与所述相变材料可均匀分布在所述泡棉中。

在一实施例中，所述泡棉包括第一储热散热单元和第二储热散热单元，所述第一储热散热单元中的所述相变材料与所述散热材料以第一密度分布在所述泡棉中，所述第二储热散热单元中的所述相变材料与所述散热材料以第二密度分布在所述泡棉中，所述第一密度大于所述第二密度。

在一实施例中，所述第一储热散热单元与所述第二储热散热单元在沿着所述泡棉的第一方向分布。

在一实施例中，所述第一储热散热单元与所述第二储热散热单元可在沿着所述泡棉的第二方向分布。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，电子设备的壳体的内层贴合有上述技术方案所述可储热散热的装置。

在一实施例中，所述装置可贴合在所述电子设备的可拆卸壳体上。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种储热散热实现方法，所述方法通过上述技术方案中的装置实现；所述方法包括：

将热源产生的热量通过所述石墨片散发到所述泡棉处；

当所述石墨片的导热性能低于所述热源的发热速率时，通过所述相变材料吸收所述石墨片散发的热量，以储存所述石墨片散发的热量。

在一实施例中，所述通过所述相变材料吸收所述石墨片散发的热量，可包括：

通过所述泡棉的第一储热散热单元吸收所述石墨片散发的第一热量；

通过所述泡棉的第二储热散热单元吸收所述石墨片散发的第二热量，所述第一储热散热单元中的相变材料的第一密度高于所述第二储热散热单元中的相变材料的第二密度，所述第一热量高于所述第二热量。

在一实施例中，所述通过所述相变材料吸收所述石墨片散发的热量，可包括：

当所述相变材料的温度高于所述相变材料的相变温度时，通过贴近所述热源的所述泡棉的第一储热散热单元吸收所述石墨片散发的热量；

当所述第一储热散热单元中的相变材料达到所述相变温度时，通过所述泡棉的第二储热散热单元吸收所述第一储热散热单元通过所述散热材料散发的热量。

在一实施例中，所述方法还可包括：

当所述热源的热量高于所述相变材料的相变温度时，将所述相变材料储存的热量通过所述石墨片散发出去。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过泡棉与石墨片相贴合，可以省掉石墨片与泡棉之间的胶水或胶带，通过将添加有相变材料的泡棉与石墨片组成复合材料，使相变材料的吸热与石墨片的导热形成一个流畅的循环，进而将电子设备发热的时间点推迟，提高电子设备的导热散热效果；而泡棉本身的减震、缓冲的作用可以使电子移动设备在挤压、撞击、装配的过程中发挥很好的保护作用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的可储热散热的装置的结构图。

图2是根据一示例性实施例一示出的可储热散热的装置的结构图。

图3是根据一示例性实施例二示出的可储热散热的装置的结构图。

图4是根据一示例性实施例三示出的可储热散热的装置的结构图。

图5是根据一示例性实施例四示出的可储热散热的装置的结构图。

图6是根据一示例性实施例示出的可储热散热的装置的应用场景之一。

图7是根据一示例性实施例示出的可储热散热的装置的应用场景之二。

图8是根据一示例性实施例示出的储热散热实现的流程图。

图9是根据一示例性实施例示出一的储热散热实现的流程图。

图10是根据一示例性实施例示出二的储热散热实现的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开中所述的相变材料指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，在相变过程中相变材料将吸收或释放大量的潜热。此外，相变材料还具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力，以固-液相变为例，在加热到熔化温度时，产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。

图1是根据一示例性实施例示出的可储热散热的装置的结构图；如图1所示，可储热散热的装置包括：泡棉11和石墨片12，石墨片12与泡棉11相贴合，石墨片12用于将热源产生的热量进行散热，泡棉11的发泡材料中添加有相变材料13，相变材料13用于在热源的温度达到相变材料13的相变温度之前，吸收石墨片12散发的热量。

在一实施例中，相变材料13可以包括结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类、石蜡、醋酸等。在一实施例中，石墨片12可以为导热散热的材料，从而能够将热量均匀散开。可储热散热的装置可以通过胶水14(或者，胶带)贴到电子设备所需位置，此时电子设备为本公开中所述的热源。

本实施例通过泡棉11与石墨片12相贴合，可以省掉石墨片12与泡棉11之间的胶水或胶带，通过将添加有相变材料13的泡棉11与石墨片12组成复合材料，使相变材料13的吸热与石墨片12的导热形成一个流畅的循环，进而将电子设备发热的时间点推迟，提高电子设备的导热散热效果；而泡棉11本身的减震、缓冲的作用可以使电子移动设备在挤压、撞击、装配的过程中发挥很好的保护作用。

在一实施例中，相变材料的相变温度可由热源所需的温度确定。

在一实施例中，泡棉可以石墨片为基材进行发泡形成相贴合的结构。

在一实施例中，泡棉中还可添加有散热材料，散热材料与相变材料混合在一起后在石墨片上进行发泡形成相贴合的结构。

在一实施例中，散热材料与相变材料可均匀分布在泡棉中。

在一实施例中，泡棉包括第一储热散热单元和第二储热散热单元，第一储热散热单元中的相变材料与散热材料以第一密度分布在泡棉中，第二储热散热单元中的相变材料与散热材料以第二密度分布在泡棉中，第一密度大于第二密度。

在一实施例中，第一储热散热单元与第二储热散热单元在沿着泡棉的第一方向分布。

在一实施例中，第一储热散热单元与第二储热散热单元在沿着泡棉的第二方向分布。

下面以具体实施例来说明本公开实施例提供的技术方案。

图2是根据一示例性实施例一示出的可储热散热的装置的结构图；如图2所示，泡棉11中还添加有散热材料15，散热材料15与相变材料13混合在一起后在石墨片12上进行发泡形成相贴合的结构。在一实施例中，散热材料可以为石墨烯。

本实施例中的设计通过将含有散热材料15和相变材料13的泡棉以石墨片12为基材进行发泡，增加了相变材料的吸热能力，加快了相变材料在放热时的散热，达到储热、导热散热均匀的作用。

图3是根据一示例性实施例二示出的可储热散热的装置的结构图；如图3所示，散热材料15与相变材料13均匀分布在泡棉11中，通过将相变材料13与散热材料15均匀分布在泡棉11里，从而可以使装置能够均匀地储热及导热散热。

图4是根据一示例性实施例三示出的可储热散热的装置的结构图；如图4所示，泡棉包括第一储热散热单元161和第二储热散热单元162，其中，第一储热散热单元161中的相变材料13与散热材料15分布的第一密度大于第二储热散热单元162中的相变材料13与散热材料15分布的第二密度，此时，泡棉中的相变材料13与散热材料15在第一方向(本实施例以水平方向为例进行示例性说明)上非均匀分布在泡棉11中。

图5是根据一示例性实施例四示出的可储热散热的装置的结构图；如图5所示，泡棉包括第一储热散热单元171和第二储热散热单元172，其中，第一储热散热单元171中的相变材料13与散热材料15分布的第一密度大于第二储热散热单元172中的相变材料13与散热材料15分布的第二密度，此时，泡棉中的相变材料13与散热材料15在第二方向(本实施例以竖直方向为例进行示例性说明)上非均匀分布在泡棉11中。

通过将相变材料13与散热材料15不均匀的分布在如图4或者图5所示的泡棉11里，从而使可储热散热的装置上的一部分区域散热材料15和相变材料13混合比较密集，一部分区域相对于密集区较稀疏，从而可以满足电子设备在出现局部受热偏快的情形下，可以通过密集区域的相变材料13更快、更多的吸热和散热材料15更快的散热。

图6是根据一示例性实施例示出的可储热散热的装置的应用场景之一；如图6所示，以需要将可储热散热的装置62贴在电子设备的前壳61为例进行示例性说明，在将可储热散热的装置62贴在前壳61上时，电子设备的CPU产生的热能会传到前壳61上，然后被可储热散热的装置62的石墨片吸收，石墨片进行导热散热。当石墨片的导热效率低于CPU发热效率时，石墨片再将部分热能传到可储热散热的装置62的泡棉上，此时泡棉因加入了相变材料，会吸收一定的热量进行相变(相变温度可以设定不同的温度)，电子设备就不会很快升温，电子设备发热的时间点就会得到一定时间的推迟。此外，当电子设备的LCD放在前壳61上时，泡棉会起到减震、缓冲的作用，大大减小显示屏因挤压而产生的水波纹。本实施例中的可储热散热的装置62可以参见上述图1-图5任一所示实施例的描述，在此不再详述。

图7是根据一示例性实施例示出的可储热散热的装置的应用场景之二；如图7所示，以将可储热散热的装置71贴到电子设备的电池盖72上的电池区域73为例进行示例性说明，当电子设备的电池发热时，可储热散热的装置71中的相变材料吸收并存储一定的热量，当热量达到了相变材料的相变点(也称为相变温度)时，热量就开始释放到可储热散热的装置71中的石墨片，石墨片将热量导到可储热散热的装置71上的其它位置，从而达到散热的目的。此外，可储热散热的装置71中的泡棉还可以用来填充电池与电池盖72之间的间隙，从而实现装置71与电池区域之间的无缝拼接。

图8是根据一示例性实施例示出的储热散热实现的流程图；本实施例中的储热散热方法可以通过上述任一实施例提供的可储热散热的装置实现，本实施例结合图1和图6进行说明，如图8所示，包括如下步骤：

在步骤S801中，将热源产生的热量通过石墨片散发到泡棉处。

在步骤S802中，当石墨片的导热性能低于热源的发热速率时，通过相变材料吸收石墨片散发的热量，以储存石墨片散发的热量。

作为一个示例性场景，以热源为电子设备为例进行示例性说明，电子设备的CPU产生的热能传到前壳61上，然后被可储热散热的装置62的石墨片吸收，石墨片进行导热以散发热量。当石墨片的导热效率低于CPU发热效率时，石墨片再将部分热能传到可储热散热的装置62的泡棉上，此时泡棉因加入了相变材料，会吸收石墨片散发的热量进行相变，以储存石墨片散发的热量，由此可以使电子设备的升温速率降低，进而使电子设备发热的时间点得到一定程度的推迟。此外，当电子设备的LCD放在前壳61上时，泡棉会起到减震、缓冲的作用，大大减小显示屏因挤压而产生的水波纹。

本实施例中，当石墨片的导热性能低于热源的发热速率时，通过相变材料吸收石墨片散发的热量，以储存石墨片散发的热量，从而可以将电子设备发热的时间点推迟，提高电子设备的导热散热效果；而泡棉本身的减震、缓冲的作用可以使电子移动设备在挤压、撞击、装配的过程中发挥很好的保护作用。

在一实施例中，通过相变材料吸收石墨片散发的热量，可包括：

通过泡棉的第一储热散热单元吸收石墨片散发的第一热量；

通过泡棉的第二储热散热单元吸收石墨片散发的第二热量，第一储热散热单元中的相变材料的第一密度高于第二储热散热单元中的相变材料的第二密度，第一热量高于第二热量。

在一实施例中，通过相变材料吸收石墨片散发的热量，可包括：

当相变材料的温度高于相变材料的相变温度时，通过贴近热源的泡棉的第一储热散热单元吸收石墨片散发的热量；

当第一储热散热单元中的相变材料达到相变温度时，通过泡棉的第二储热散热单元吸收第一储热散热单元通过散热材料散发的热量。

在一实施例中，方法还可包括：

当所述热源的热量高于所述相变材料的相变温度时，将相变材料储存的热量通过石墨片散发出去。

具体如何实现储热散热的，请参考后续实施例。

至此，本公开实施例提供的上述方法，可以将电子设备发热的时间点推迟，提高电子设备的导热散热效果；而泡棉本身的减震、缓冲的作用可以使电子移动设备在挤压、撞击、装配的过程中发挥很好的保护作用。

下面以具体实施例来说明本公开实施例提供的技术方案。

图9是根据一示例性实施例示出一的储热散热实现的流程图；本实施例利用本公开实施例提供的上述方法，以如何通过相变材料吸收石墨片散发的热量为例并结合图4进行示例性说明，如图9所示，包括如下步骤：

在步骤S901中，将热源产生的热量通过石墨片散发到泡棉处。

在步骤S902中，当石墨片的导热性能低于热源的发热速率时，通过泡棉的第一储热散热单元吸收石墨片散发的第一热量；

在步骤S903中，通过泡棉的第二储热散热单元吸收石墨片散发的第二热量，第一储热散热单元中的相变材料的第一密度高于第二储热散热单元中的相变材料的第二密度，第一热量高于第二热量。

在步骤S904中，当热源的热量低于相变材料的相变温度时，将相变材料储存的热量通过石墨片散发出去。

作为一个示例性场景，如图4所示，将热源产生的热量通过石墨片12散发到泡棉11处，当石墨片12的导热性能低于热源的发热速率时，通过泡棉11中的第一储热散热单元161吸收石墨片12散发的第一热量，通过泡棉11的第二储热散热单元162吸收石墨片12散发的第二热量，其中泡棉11中的相变材料13与散热材料15在第一方向(本实施例以水平方向为例进行示例性说明)上非均匀分布在泡棉11中。当热源的热量低于第一储热散热单元161以及第二储热散热单元162中的相变材料的相变温度时，第一储热散热单元161以及第二储热散热单元162还可以将各自的相变材料中储存的热量通过石墨片12散发出去。

本实施例中，由于第一储热散热单元161中的相变材料13与散热材料15分布的第一密度大于第二储热散热单元162中的相变材料13与散热材料15分布的第二密度，实现了将相变材料13与散热材料15不均匀的分布在如图4所示的泡棉11里，从而使可储热散热的装置上的第一储热散热单元161中的散热材料15和相变材料13混合比较密集，第二储热散热单元162中的相对于密集区较稀疏，从而可以满足电子设备在出现局部受热偏快的情形下，可以通过密集区域的相变材料13更快、更多的吸热和散热材料15更快的散热。

图10是根据一示例性实施例示出二的储热散热实现的流程图；本实施例利用本公开实施例提供的上述方法，以如何通过相变材料吸收石墨片散发的热量为例并结合图5和图6进行示例性说明，如图10所示，包括如下步骤：

在步骤S1001中，将热源产生的热量通过石墨片散发到泡棉处。

在步骤S1002中，当石墨片的导热性能低于热源的发热速率时，通过贴近热源的泡棉的第一储热散热单元吸收石墨片散发的热量。

在步骤S1003中，当第一储热散热单元中的相变材料达到相变温度时，通过泡棉的第二储热散热单元吸收第一储热散热单元通过散热材料散发的热量。

在步骤S1004中，当热源的热量低于相变材料的相变温度时，将第一储热散热单元中和第二储热散热单元中各自的相变材料储存的热量通过石墨片散发出去。

作为一个示例性场景，如图5所示，将热源产生的热量通过石墨片12散发到泡棉11处，当石墨片12的导热性能低于热源的发热速率时，通过泡棉11中的第一储热散热单元171吸收石墨片12散发的第一热量，当第一储热散热单元171中的相变材料达到相变温度时，通过泡棉11的第二储热散热单元172吸收石墨片12散发的第二热量，其中，泡棉11中的第一储热散热单元171和第二储热散热单元172在第二方向(本实施例以与水平方向相垂直的竖直方向为例进行示例性说明)分布，从而使泡棉11中的相变材料和散热材料呈非均匀分布状态。当热源的热量低于第一储热散热单元171中的相变材料的相变温度时，第一储热散热单元171还可以将其中的相变材料储存的热量通过石墨片12散发出去。

本实施例中，由于第一储热散热单元161中的相变材料13与散热材料15分布的第一密度大于第二储热散热单元162中的相变材料13与散热材料15分布的第二密度，从而使可储热散热的装置上在第一储热散热单元161中的散热材料15和相变材料13混合比较密集，在第二储热散热单元162中的散热材料15和相变材料13相对于密集区较稀疏，从而可以满足电子设备在出现局部受热偏快的情形下，可以通过密集区域的相变材料13更快、更多的吸热和散热材料15更快的散热。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种可储热散热的装置，其特征在于，所述装置包括：泡棉和石墨片；

所述石墨片与所述泡棉相贴合，所述石墨片用于将热源产生的热量进行散热，所述泡棉的发泡材料中添加有相变材料，所述相变材料用于在热源的温度达到所述相变材料的相变温度之前，吸收所述石墨片散发的热量；

所述泡棉中还添加有散热材料，所述泡棉包括第一储热散热单元和第二储热散热单元，所述第一储热散热单元中的所述相变材料与所述散热材料以第一密度分布在所述泡棉中，所述第二储热散热单元中的所述相变材料与所述散热材料以第二密度分布在所述泡棉中，所述第一密度大于所述第二密度；其中，所述第一储热散热单元用于吸收所述石墨片散发的第一热量，所述第二储热散热单元用于吸收所述石墨片散发的第二热量，所述第一热量高于所述第二热量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相变材料的相变温度由所述热源所需的温度确定。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泡棉以所述石墨片为基材进行发泡形成相贴合的结构。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述散热材料与所述相变材料混合在一起后在所述石墨片上进行发泡形成相贴合的结构。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一储热散热单元与所述第二储热散热单元在沿着所述泡棉的第一方向分布。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一储热散热单元与所述第二储热散热单元在沿着所述泡棉的第二方向分布。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备的壳体的内层贴合有上述权利要求1-6任一所述可储热散热的装置。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述装置贴合在所述电子设备的可拆卸壳体上。

9.一种储热散热实现方法，其特征在于，所述方法通过上述权利要求1-4中任一所述的装置实现；所述方法包括：

将热源产生的热量通过所述石墨片散发到所述泡棉处；

当所述石墨片的导热性能低于所述热源的发热速率时，通过所述相变材料吸收所述石墨片散发的热量，以储存所述石墨片散发的热量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一储热散热单元与所述第二储热散热单元在沿着所述泡棉的第一方向分布；所述通过所述相变材料吸收所述石墨片散发的热量，包括：

通过所述泡棉的第一储热散热单元吸收所述石墨片散发的第一热量；

通过所述泡棉的第二储热散热单元吸收所述石墨片散发的第二热量，所述第一储热散热单元中的相变材料的第一密度高于所述第二储热散热单元中的相变材料的第二密度，所述第一热量高于所述第二热量。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一储热散热单元与所述第二储热散热单元在沿着所述泡棉的第二方向分布；所述通过所述相变材料吸收所述石墨片散发的热量，包括：

当所述石墨片的导热性能低于所述热源的发热速率时，通过贴近所述热源的所述泡棉的第一储热散热单元吸收所述石墨片散发的热量；

当所述第一储热散热单元中的相变材料达到所述相变温度时，通过所述泡棉的第二储热散热单元吸收所述第一储热散热单元通过所述散热材料散发的热量。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述热源的热量低于所述相变材料的相变温度时，将所述相变材料储存的热量通过所述石墨片散发出去。