CN215010735U - 可拉伸石墨烯电热膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供可拉伸石墨烯电热膜，包括第一封装层、第二封装层以及封装在第一封装层和第二封装层之间的多条石墨烯发热电极和汇流电极，所述石墨烯发热电极呈可拉伸形状，所述汇流电极连接不同石墨烯发热电极的正极或负极。本实用新型石墨烯发热电极呈可拉伸形状，具备抗拉伸性能。

Description

可拉伸石墨烯电热膜

技术领域

本实用新型属于电热膜技术领域，具体涉及一种可拉伸石墨烯电热膜。

背景技术

近年来，随着消费升级和健康产业发展，各类柔性发热应用产品(如发热服饰、发热护具等)在市场上不断被推出，特别是石墨烯远红外健康理疗产品，获得了快速发展，并得到了消费者的认可。石墨烯远红外健康理疗产品，能够发射远红外线光波，且波长范围主要落在6-14微米区间，这个区间的远红外线更容易被人体所吸收，被称为“生命光波”，尤为受广大消费者所重视。此外，各类地暖用石墨烯柔性电热膜产品，也取得了较大发展。

石墨烯导热膜，是采用石墨烯粉体浆料涂布并进行高温热处理获得的高导热、导热薄膜，在高效率远红外电热元件应用中具备重要潜力。然而，石墨烯导热膜由于是自支撑材料，没有与其它高分子材料进行复合，其耐弯折性能较差，在柔性及大尺寸远红外发热元件应用中存在较大的缺陷和风险。

实用新型内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本实用新型提供一种可拉伸石墨烯电热膜，包括第一封装层、第二封装层以及封装在第一封装层和第二封装层之间的多条石墨烯发热电极和汇流电极，所述石墨烯发热电极呈可拉伸形状，所述汇流电极连接不同石墨烯发热电极的正极或负极。

可选地，所述多条石墨烯发热电极呈波浪型曲线或/和螺旋型曲线。

可选地，所述多条石墨烯发热电极呈波浪型曲线组成的形状或/和螺旋型曲线组成的形状。

可选地，所述石墨烯发热电极包括第一PI覆盖膜、第二PI覆盖膜以及设置在第一PI覆盖膜和第二PI覆盖膜之间的石墨烯导热膜。

可选地，所述石墨烯发热电极包括所述石墨烯发热电极包括第一PI覆盖膜、第二PI覆盖膜以及设置在第一PI覆盖膜和第二PI覆盖膜之间的石墨烯导热线路，所述石墨烯导热线路包括呈可拉伸形状的石墨烯导热膜形成的阵列和离型膜。

可选地，所述第二PI覆盖膜上设置有通孔，用于露出部分石墨烯导热膜，所述部分石墨烯导热膜用于与汇流电极连接。

可选地，所述第一PI覆盖膜的厚度为5-50微米，所述石墨烯导热膜的厚度为1-200微米，所述第二PI覆盖膜的厚度为5-50微米，所述石墨烯发热电极的宽度为0.5-10mm，优选2-3mm，曲线弧度为60°～270°。

可选地，所述汇流电极包括柔性线路板和接线端子，所述接线端子用于连接石墨烯发热电极的正极或负极，所述柔性线路板为汇流电极主体。

可选地，所述柔性线路板呈曲线型。

可选地，所述接线端子上设置银胶粘接过渡层，所述银胶粘接过渡层用于石墨烯发热电极和接线端子的热压贴合，通过银胶实现柔性线路板和石墨烯发热电极的电连接。

可选地，还包括密封胶，用于密封石墨烯发热电极和接线端子的接头处。

可选地，所述密封为环氧胶、丙烯酸胶或硅胶。

可选地，所述第一封装层和第二封装层为超柔性编织布。

可选地，还包括热熔胶膜，用于第一封装层和第二封装层的热压贴合。

可选地，所述热熔胶膜为EVA、TPU或PES。

可选地，所述汇流电极通过双面胶压合粘贴在第一封装层；所述石墨烯发热电极通过双面胶粘贴在第一封装层，所述汇流电极和石墨烯发热电极的正极或负极通过银胶粘接过渡层热压贴合，通过密封胶在汇流电极和石墨烯发热电极的接头处密封处理；所述第二封装层通过热熔胶膜与第一封装层热压贴合。

本实用新型所述可拉伸石墨烯电热膜采用高导电、高导热的是石墨烯导热膜形成大尺寸柔性电热膜，石墨烯发热电极呈可拉伸形状，具备抗拉伸性能。另外，汇流电极和石墨烯发热电极为可分离式，可以制备超大尺寸发热膜，如电热毯、大型电热垫等，且容易调整发热功率，满足不同应用场合的需求。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型所述可拉伸石墨烯电热膜的俯视图的示意图；

图2是本实用新型所述可拉伸石墨烯电热膜的剖视图的示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、" 水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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，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。此外，术语"第一"、 "第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型所述可拉伸石墨烯电热膜的俯视图的示意图，图2是本实用新型所述可拉伸石墨烯电热膜的剖视图的示意图，如图1和图2所示，所述可拉伸石墨烯电热膜包括第一封装层101、第二封装层102以及封装在第一封装层101和第二封装层102之间的多条石墨烯发热电极2和汇流电极 3，所述石墨烯发热电极2呈可拉伸形状，所述汇流电极3连接不同石墨烯发热电极2的正极或负极。

可选地，所述多条石墨烯发热电极呈波浪型曲线或/和螺旋型曲线。

可选地，所述多条石墨烯发热电极呈波浪型曲线组成的形状或/和螺旋型曲线组成的形状。

在一个实施例中，所述石墨烯发热电极2包括第一PI覆盖膜、第二PI 覆盖膜以及设置在第一PI覆盖膜和第二PI覆盖膜之间的石墨烯导热膜。

可选地，所述第二PI覆盖膜上设置有通孔，用于露出部分石墨烯导热膜，所述部分石墨烯导热膜用于与汇流电极3连接。

可选地，第一PI覆盖膜的厚度为5-50微米，所述石墨烯导热膜的厚度为1-200微米，所述第二PI覆盖膜的厚度为5-50微米，所述石墨烯发热电极 2的宽度为2mm。

可选地，第一PI覆盖膜(厚5-50微米)的反面(PI基材面)贴合一层高粘双面胶5(用于与第一封装层101粘接)；1-200微米厚石墨烯导热膜，与第一层PI覆盖膜涂胶层进行压合；第二层PI覆盖膜涂胶层与石墨烯导热膜进行压合，从而形成PI覆盖膜-石墨烯导热膜-PI覆盖膜“三明治”结构；在第二层PI覆盖膜上局部开通孔，以确保石墨烯导热膜两侧被PI覆盖膜完全贴合后暴露出部分石墨烯导热膜，用于后续与汇流电极3进行连接；此外，在PI覆盖膜-石墨烯导热膜-PI覆盖膜“三明治”结构另一侧，贴合第二层高粘性双面胶5，用于与第二封装层102粘接；依高弹性结构图形设计(曲线型)对上述结构进行模切处理，获得PI-石墨烯-PI结构的曲线型高弹性发热电极，石墨烯发热电极2。

在一个实施例中，所述石墨烯发热电极2包括所述石墨烯发热电极2包括第一PI覆盖膜、第二PI覆盖膜以及设置在第一PI覆盖膜和第二PI覆盖膜之间的石墨烯导热线路，所述石墨烯导热线路包括呈可拉伸形状的石墨烯导热膜形成的阵列和离型膜。

可选地，所述第二PI覆盖膜上设置有通孔，用于露出部分石墨烯导热膜，所述部分石墨烯导热膜用于与汇流电极3连接。

可选地，所述第一PI覆盖膜的厚度为5-50微米，所述石墨烯导热膜的厚度为1-200微米，所述第二PI覆盖膜的厚度为5-50微米，所述石墨烯发热电极的宽度为0.5-10mm，优选2-3mm，曲线弧度为60°～270°。

石墨烯发热电极的宽度越小，可以获得更大的长宽比，其抗拉伸性能更佳，更好进行波浪型设计，优选地，石墨烯发热电极宽度为2mm；波浪型电极内，相邻电极平均宽度为10mm(不含圆弧区)；弧度为200°；上下弧顶的垂直距离为30mm(波浪线的宽度)；横向可实现满足100％拉伸型变量。

可选地，所述石墨烯导热膜贴合于离型膜之上；采用模切方式将石墨烯导热膜依曲线型设计进行模切，获得贴合于离型膜之上的石墨烯导热线路(阵列)；第一PI覆盖膜(厚5-50微米)的反面(PI基材面)贴合有高粘双面胶 5；剥离离型膜，第一PI覆盖膜涂胶面与石墨烯导热线路进行热压压合；第二层PI覆盖膜涂胶层与石墨烯导热膜压合，从而形成PI覆盖膜-石墨烯导热膜-PI覆盖膜的“三明治”结构；在第二层PI膜上预先局部开设有通孔，以确保石墨烯导热膜两侧被PI覆盖膜完全贴合后暴露出部分石墨烯导热膜，用于后续与汇流电极3进行连接；采用模切设备，围绕石墨烯导热线路进行模切，获得独立的石墨烯导热电极，且确保PI覆盖膜边缘完全包覆石墨烯导热膜，形成完全包覆型石墨烯发热电极2。

上述两个实施例中，石墨烯发热电极2为基于石墨烯导热膜的高弹性发热单元，在此基础上，多个发热单元集成可形成大尺寸柔性的可拉伸石墨烯电热膜，能够有效克服石墨烯导热膜用于高性能、大尺寸柔性电热膜中存在的材料性能缺陷。

在一个实施例中，所述汇流电极3包括柔性线路板和接线端子4，所述接线端子4用于连接石墨烯发热电极2的正极或负极，所述柔性线路板为汇流电极的主体，在柔性线路板局部做接线端子。柔性线路板确保汇流电极具备抗弯折、抗氧化腐蚀等性能。曲线型设计确保柔性线路板具备一定的抗拉伸性能。

在一个实施例中，可以在石墨烯发热电极上设置接线端子孔(第二PI覆盖膜上设置的通孔)，在汇流电极上设置接线端子，也可以在石墨烯发热电极上设置接线端子，在汇流电极上设置接线端子孔，也就是说，在柔性线路板局部做开孔，形成接线端子区。

可选地，所述柔性线路板呈曲线型，柔性线路板作为汇流电极的主体，其铜导电电极宽度一般宽于石墨烯发热电极，根据石墨烯发热电极工作电流大小，一般选择厚10-30微米，宽3-20mm的铜电极作为汇流电极。汇流电极的波浪曲线抗拉伸性可以与石墨烯发热电极接近，也可弱于发热电极，柔性线路板可以采用铜基FCCL(覆铜膜)制备，本身具有良好的抗弯折性能，不易损。

柔性线路板确保汇流电极具备抗弯折、抗氧化腐蚀等性能。曲线型设计确保柔性线路板具备一定的抗拉伸性能。

在一个实施例中，所述接线端子4上设置银胶粘接过渡层6，所述银胶粘接过渡层用于石墨烯发热电极2和接线端子4的热压贴合，通过银胶实现柔性线路板和石墨烯发热电极2的电连接。

在一个实施例中，还包括密封胶，用于密封石墨烯发热电极2和接线端子4的接头处。

可选地，所述密封为环氧胶、丙烯酸胶或硅胶。

在一个实施例中，所述第一封装层101和第二封装层102为超柔性编织布。

在一个实施例中，还包括热熔胶膜7，用于第一封装层101和第二封装层102的热压贴合。

可选地，所述热熔胶膜为EVA、TPU或PES。

在一个实施例中，所述可拉伸石墨烯电热膜包括第一封装层101、第一封装层101上的汇流电极3和石墨烯发热电极2以及第二封装层102，所述汇流电极3通过双面胶5压合粘贴在第一封装层101；所述石墨烯发热电极2 通过双面胶5粘贴在第一封装层101，所述汇流电极3和石墨烯发热电极2 的正极或负极通过银胶粘接过渡层热压贴合，通过密封胶在汇流电极3和石墨烯发热电极2的接头处密封处理；所述第二封装层102通过热熔胶膜与第一封装层101热压贴合，其中，石墨烯发热电极2呈可拉伸形状，优选地，石墨烯发热电极2呈波浪型曲线或/和波浪型曲线组成的形状(例如矩形)。

在一个实施例中，在所述可拉伸石墨烯电热膜中，第一封装层101和第二封装层102为超柔性编织布，柔性线路板(FPC)为曲线型铜基FPC，在与石墨烯发热电极2相连位置暴露有铜接线端子4；在铜接线端子4反面贴合一层高粘性双面胶5；柔性线路板与第一封装层101采用高粘性双面胶5 压合粘接；铜接线端子4上采用点胶工艺设置银胶粘接过渡层；已经模切好的曲线型石墨烯发热电极2与第一封装层101采用高粘双面胶5粘接；石墨烯发热电极2暴露的石墨烯端子区(通孔)与相应银胶粘接过渡层6进行热压贴合(优选地，热压温度为120-150℃，时间为10-200S)，使得FPC与石墨烯发热电极2通过银胶实现电连接，获得柔性编织布布-FPC柔性线路-石墨烯发热电极2的结构；石墨烯发热电极2与FPC接头处采用密封胶进行密封处理，密封胶的种类可为环氧胶、丙烯酸胶或硅胶；第二密封层一面热压贴合一层热熔胶膜7，热熔胶膜种类为EVA、TPU、PES中的一种；第二密封层与第二密封层进行热压贴合，采用热熔胶膜7作为粘接材料，使得石墨烯发热模组(包括PI-石墨烯-PI复合曲线型发热电极、FPC汇流电极3)密封于两层编织布之间。

现有技术中采用石墨烯导热膜制备的电热膜，由于材料在弯折时易损，且材料无弹性，存在使用可靠性问题。本实用新型利用PI膜与石墨烯导热膜进行复合，且为波浪型曲线发热条状电极，使得发热单元具备抗拉伸和抗弯折性能，提升了电热膜的使用可靠性。另外，不同于传统电热膜采用印刷或刻蚀方法在特定基材上获得的电热膜的汇流电极3，本实用新型的FPC汇流电极3与PI-石墨烯复合的石墨烯发热电极2分开设计与制备，可以实现大尺寸生产，且通过模块化设计，可以方便组装与调整发热电极的密度，即可以方便调控电热膜的发热功率，具备良好的可扩展性。

本实用新型可拉伸石墨烯电热膜利用石墨烯导热膜的高导电及高电-热辐射转换效率的优势形成石墨烯弹性复合发热单元(石墨烯发热电极2)，并以此单元为基础，能够形成大尺寸柔性电热膜，能够满足大尺寸柔性远红外电热膜的发展需求。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，包括第一封装层、第二封装层以及封装在第一封装层和第二封装层之间的多条石墨烯发热电极和汇流电极，所述石墨烯发热电极呈可拉伸形状，所述汇流电极连接不同石墨烯发热电极的正极或负极。

2.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述多条石墨烯发热电极呈波浪型曲线或/和螺旋型曲线。

3.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述多条石墨烯发热电极呈波浪型曲线组成的形状或/和螺旋型曲线组成的形状。

4.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述石墨烯发热电极包括第一PI覆盖膜、第二PI覆盖膜以及设置在第一PI覆盖膜和第二PI覆盖膜之间的石墨烯导热膜。

5.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述石墨烯发热电极包括所述石墨烯发热电极包括第一PI覆盖膜、第二PI覆盖膜以及设置在第一PI覆盖膜和第二PI覆盖膜之间的石墨烯导热线路，所述石墨烯导热线路包括呈可拉伸形状的石墨烯导热膜形成的阵列和离型膜。

6.根据权利要求4或5所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述第二PI覆盖膜上设置有通孔，用于露出部分石墨烯导热膜，所述部分石墨烯导热膜用于与汇流电极连接。

7.根据权利要求4或5所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述第一PI覆盖膜的厚度为5-50微米，所述石墨烯导热膜的厚度为1-200微米，所述第二PI覆盖膜的厚度为5-50微米，所述石墨烯发热电极的宽度为0.5-10mm，曲线弧度为60°～270°。

8.根据权利要求7所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述石墨烯发热电极的宽度为2-3mm。

9.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述汇流电极包括柔性线路板和接线端子，所述接线端子用于连接石墨烯发热电极的正极或负极，所述柔性线路板为汇流电极主体。

10.根据权利要求9所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述柔性线路板呈曲线型。

11.根据权利要求9所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述接线端子上设置银胶粘接过渡层，所述银胶粘接过渡层用于石墨烯发热电极和接线端子的热压贴合，通过银胶实现柔性线路板和石墨烯发热电极的电连接。

12.根据权利要求9所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，还包括密封胶，用于密封石墨烯发热电极和接线端子的接头处。

13.根据权利要求12所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述密封为环氧胶、丙烯酸胶或硅胶。

14.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述第一封装层和第二封装层为超柔性编织布。

15.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，还包括热熔胶膜，用于第一封装层和第二封装层的热压贴合。

16.根据权利要求15所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述热熔胶膜为EVA、TPU或PES。

17.根据权利要求1所述的可拉伸石墨烯电热膜，其特征在于，所述汇流电极通过双面胶压合粘贴在第一封装层；所述石墨烯发热电极通过双面胶粘贴在第一封装层，所述汇流电极和石墨烯发热电极的正极或负极通过银胶粘接过渡层热压贴合，通过密封胶在汇流电极和石墨烯发热电极的接头处密封处理；所述第二封装层通过热熔胶膜与第一封装层热压贴合。

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