CN211671000U - 一种基于石墨烯的电热板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于石墨烯的电热板。该电热板包括第一陶瓷绝缘层、铝板导热层、第二陶瓷绝缘层、石墨烯发热层以及第三陶瓷绝缘层；所述第一陶瓷绝缘层、铝板导热层、第二陶瓷绝缘层、石墨烯发热层以及第三陶瓷绝缘层由上至下依次排布，并由无机胶水黏合成一体；所述石墨烯发热层上设置有铜电极；所述铜电极上引出有焊接端口。本实用新型的电热板使用方便可靠，发热效率高，实用性强，防潮，升温速度快，控温效率高，能够极好的应用于室内地面或墙面的装饰，并能满足室内恒定温度的保暖需求，且使用安全性及使用寿命高。

Description

一种基于石墨烯的电热板

技术领域

本实用新型涉及电热材料技术领域，具体涉及一种基于石墨烯的电热板。

背景技术

由于现在人们对室内装修风格的审美喜好，以及瓷砖技术的发展，室内地板或墙面等装饰瓷砖已经成为大众群体的装修选择。然而，室内地板或墙面装饰瓷砖，在寒冷的冬天，会使室内的温度更低；同时，在南方的回南天气，水气更容易在瓷砖上液化而不易蒸发，使地面变得更滑。

因此，为解决保暖问题，人们研究出了各种地暖产品，包括电热地毡以及电热瓷砖等。然而，现有的这些地暖产品的电热体基本上都是采用金属丝、电阻丝、碳粉、导电碳黑或碳纤维等粉体材料。但是，采用这些电热体进行发热，发热效率比较低，耗能高，效率低，升温速度慢，怕潮湿，使用寿命短，而且使用过程中会产生噪音，适用范围不广泛。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种基于石墨烯的电热板。该电热板使用方便可靠，发热效率高，实用性强，防潮，升温速度快，控温效率高，能够极好的应用于室内地面或墙面的装饰并进行室内保暖。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种基于石墨烯的电热板，包括第一陶瓷绝缘层、铝板导热层、第二陶瓷绝缘层、石墨烯发热层以及第三陶瓷绝缘层；所述第一陶瓷绝缘层、铝板导热层、第二陶瓷绝缘层、石墨烯发热层以及第三陶瓷绝缘层由上至下依次排布，并由无机胶水黏合成一体；

所述石墨烯发热层上设置有铜电极；所述铜电极上引出有焊接端口。

作为优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，所述第一陶瓷绝缘层、第二陶瓷绝缘层以及第三绝缘层的击穿强度为500-600kV/cm，热导率为28W/m·K。

作为优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，所述铝板导热层的为237W/m·K。

作为优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，所述石墨烯发热层包括石墨烯本体层和所述铜电极；所述铜电极的走线按所述石墨烯本体层的电阻阻值分布。

作为更优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，按所述石墨烯本体层的电阻阻值分布即为将所述石墨烯本体层分成电阻值为3-20Ω的5个部分，每个部分上设置所述铜电极的正负极走线，且各个部分的所述铜电极的正极相互连接，各个部分的所述铜电极的负极相互连接。

作为优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，所述铜电极通过无机胶水固定在所述石墨烯发热层上。

作为优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，所述焊接端口通过连接线外接有插接连接器。

作为更优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，所述连接线的引出口处通过注塑密封。

作为优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，所述第一陶瓷绝缘层、第二陶瓷绝缘层以及第三陶瓷绝缘层的厚度为0.1-0.3mm，所述铝板导热层的厚度为0.5-4.0mm，所述石墨烯发热层的厚度为0.1-0.5mm，整体电热板的厚度为0.8-5.0mm。

作为优选实施例的一种基于石墨烯的电热板，还设置有温度控制器；所述温度控制器与所述电热板的外接电源连接，且所述温度控制器的探头设置在所述电热板上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

(1)本实用新型的电热板使用方便可靠，在使用时，将插接连接器与外接电源插座进行插接通电即可进行加热，使用高效快捷。

(2)本实用新型的电热板采用石墨烯通电发热，发热效率高，升温速度快，通电后在1分钟内即可快速升温至50℃以上，实用性强；而且，设置有温度控制器进行温度控制，控温效率高，能够满足室内恒定温度的保暖需求。

(3)本实用新型的电热板采用石墨烯通电发热，产生的热量通过远红外波长进行热辐射传递热量，热辐射传播损耗小，能够极好的应用于室内地面或墙面的装饰并进行室内保暖。

(4)本实用新型的电热板中，石墨烯发热层封闭在整体电热板内部，而且铜电极与外接插接连接器的引出线的出口处还通过注塑密封，可有效防潮防尘，使用安全性及使用寿命高。

附图说明

图1为具体实施例中本实用新型的基于石墨烯的电热板的整体组装结构示意图；

图2为具体实施例中本实用新型的基于石墨烯的电热板中紫铜电极在石墨烯发热层上的走线分布结构示意图；

图3为具体实施例中本实用新型的基于石墨烯的电热板中紫铜电极外接插接连接器的结构示意图；

图4为具体实施例中本实用新型的基于石墨烯的电热板设置温度控制器的结构示意图；

图5为具体实施例中本实用新型的基于石墨烯的电热板在应用时的串联连接结构示意图；

图6为具体实施例中本实用新型的基于石墨烯的电热板上设置感温探头的结构示意图；

图7为具体实施例中本实用新型的多个电热板串联使用的结构示意图；

附图标注：100-电热板，200-温度控制器，201-感温探头，300-电热板负载，1-第一陶瓷绝缘层，2-铝板导热层，3-第二陶瓷绝缘层，4-石墨烯发热层，41-石墨烯本体层，42-铜电极，420-焊接端口，5-第三陶瓷绝缘层，6-插接连接器，7-连接件。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，以及“第一”、“第二”等，或者仅用于区分描述，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，为本实施例的基于石墨烯的电热板。该电热板包括第一陶瓷绝缘层1、铝板导热层2、第二陶瓷绝缘层3、石墨烯发热层4以及第三陶瓷绝缘层5。所述第一陶瓷绝缘层1、铝板导热层2、第二陶瓷绝缘层3、石墨烯发热层4以及第三陶瓷绝缘层5由上至下依次排布，并利用无机胶水由上至下依次黏合加工成一体。其中，第一陶瓷绝缘层、第二陶瓷绝缘层以及第三陶瓷绝缘层的厚度均为0.1-0.3mm，而铝板导热层的厚度为0.5-4.0mm，石墨烯发热层的厚度为0.1-0.5mm，整体电热板的厚度为0.8-5.0mm，整体电热板都保持较薄的厚度，对空间占用率低。

工作时，石墨烯发热层4通电发热产生热量，并通过热辐射对铝板导热层2进行加热，铝板导热层2 上的热量再通过第一陶瓷绝缘层1进行传导至室内，使室内保暖。

陶瓷绝缘层具有导热性且具有更好的保温性，热导率为28W/m·K，可承受-55℃-860℃的温度，且耐腐蚀，不易变形，以及具有较好的击穿强度，所述第一陶瓷绝缘层1、第二陶瓷绝缘层3以及第三陶瓷绝缘层5的击穿强度为500-600kV/cm。通过第一陶瓷绝缘层1可将铝板导热层2的热量进行传导，以对室内进行保暖供热；同时，由于所述铝板导热层2的导热性能更好，导热率达到237W/m·K，第一陶瓷绝缘层 1和第二陶瓷绝缘层3可对铝板导热层2进行保温，避免热量过快损耗。而且，第一陶瓷绝缘层1、第二陶瓷绝缘层3以及第三陶瓷绝缘层5具有良好的绝缘效果，可对石墨烯发热层4进行良好绝缘，避免漏电，安全可靠，且第一陶瓷绝缘层1可直接作为室内地面或墙体的装饰面，而第三陶瓷绝缘层5可直接作为与室内地面或墙体结合的结合面。

其中，所述石墨烯发热层4上设置有铜电极42，具体为紫铜电极。本实施例中，具体的，石墨烯发热层4包括了石墨烯本体层41和铜电极42，所述铜电极42通过无机胶水固定在所述石墨烯本体层41上。工作时，铜电极42通电，在电场的驱动作用下，石墨烯本体层41的石墨烯将发生布朗运动，碳分子之间剧烈的相互摩擦和撞击而产生热能，产生的热能通过远红外线以平面方式均匀辐射出来，传播损耗小。石墨烯通电发热效率高，升温速度快，通电后1分钟内即可快速升温至50℃以上，从而可快速加热铝板导热层2并通过第一陶瓷绝缘层1导热，对室内进行保暖供热，实用性强。

具体的，铜电极42包括正极和负极，正极用于与外接电源的火线连接，而负极用于与外接电源的零线连接。参见图2所示，所述铜电极42的走线按所述石墨烯本体层41的电阻阻值进行分布。

具体的，参见图3所示，铜电极42的走线分布按所述石墨烯本体层的电阻阻值分布，即为将所述石墨烯本体层41分成电阻值R₀为3-20Ω的5个部分，本实施例中，石墨烯本体层41分成电阻值R₀为5Ω的5个部分，每个部分上设置所述铜电极42的正负极走线，且各个部分R₀的所述铜电极42的正极相互连接，各个部分R₀的所述铜电极42的负极相互连接。

而且，所述铜电极42上引出有焊接端口420。具体的，铜电极42的正极和负极分别引出有正极焊接端口和负极焊接端口，分别用于与电源的火线和零线外接。

参见图4所示，所述焊接端口420通过连接线外接有插接连接器6，在使用时，通过将插接连接器6 与外接电源插座进行插接通电即可进行加热，使用方便，高效快捷。此外，连接焊接端口420与插接连接器6的所述连接线的引出口处通过注塑密封，从而将石墨烯发热层4密封在整体电热板内，有效防尘防潮，使用安全性高，且可避免外界环境的侵害，提高使用寿命。

此外，参见图5所示，还设置有温度控制器200。其中，所述温度控制器200与所述电热板100的外接电源连接；且参见图6所示，电热板上每个区域的温度均相同，因此，直接将所述温度控制器200的感温探头201设置在所述电热板100上。温度控制器200可对电热板100的加热温度进行实时探测监控，避免温度过高或过低，从而能有效保持加热温度的恒定，满足室内恒定温度的保暖需求。

实施例2

本实施例与实施例1类似，进一步的，参见图7所示，多个的电热板100在应用时可以串联进行使用，从而与室内地面或墙面的装饰可融合为一体进行，满足装饰与保暖双重需求。

其中，铜电极42的正极和负极分别位于相对的两端，两相邻的电热板100之间，前一电热板的铜电极的负极和后一电热板的铜电极正极依次串联电连接；而位于第一个的电热板的铜电极的正极则与电源火线连接，位于最后一个的电热板的铜电极的负极则与电源零线连接。此外，两相邻的两个电热板100之间通过连接件7进行结构上的串联连接。

温度控制器200与外接电源连接，且多个串联的电热板100作为整体电热板负载300与温度控制器200 连接，温度控制器200的感温探头201接在其中一个电热板上。

以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本实用新型精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，包括第一陶瓷绝缘层、铝板导热层、第二陶瓷绝缘层、石墨烯发热层以及第三陶瓷绝缘层；所述第一陶瓷绝缘层、铝板导热层、第二陶瓷绝缘层、石墨烯发热层以及第三陶瓷绝缘层由上至下依次排布，并由无机胶水黏合成一体；

所述石墨烯发热层上设置有铜电极；所述铜电极上引出有焊接端口。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，所述第一陶瓷绝缘层、第二陶瓷绝缘层以及第三绝缘层的击穿强度为500-600kV/cm。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，所述石墨烯发热层包括石墨烯本体层和所述铜电极；所述铜电极的走线按所述石墨烯本体层的电阻阻值分布。

4.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，按所述石墨烯本体层的电阻阻值分布即为将所述石墨烯本体层分成电阻值为3-20Ω的5个部分，每个部分上设置所述铜电极的正负极走线，且各个部分的所述铜电极的正极相互连接，各个部分的所述铜电极的负极相互连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，所述铜电极通过无机胶水固定在所述石墨烯发热层上。

6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，所述焊接端口通过连接线外接有插接连接器。

7.根据权利要求6所述的一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，所述连接线的引出口处通过注塑密封。

8.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，所述第一陶瓷绝缘层、第二陶瓷绝缘层以及第三陶瓷绝缘层的厚度为0.1-0.3mm，所述铝板导热层的厚度为0.5-4.0mm，所述石墨烯发热层的厚度为0.1-0.5mm，整体电热板的厚度为0.8-5.0mm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种基于石墨烯的电热板，其特征在于，还设置有温度控制器；所述温度控制器与所述电热板的外接电源连接，且所述温度控制器的探头设置在所述电热板上。

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