CN222016794U - 石墨烯加热组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及石墨烯加热技术领域，公开一种石墨烯加热组件。石墨烯加热组件包括：石墨烯发热板；第一透明玻璃，位于石墨烯发热板的一侧，与石墨烯发热板直接接触；第二透明玻璃，位于石墨烯发热板的另一侧，与石墨烯发热板直接接触。石墨烯发热板与第一透明玻璃和第二透明玻璃形成三明治复合结构，与相关技术不同，石墨烯发热板和透明玻璃之间不存在云母片，直接接触，提高了石墨烯加热组件的透光性，从而增加了红外透射率，因此，增强了石墨烯加热组件的加热效果。此外，透明玻璃作为石墨烯加热组件的基材，增强了石墨烯加热组件的刚性，使得石墨烯加热组件在高温下不易变形。

Description

石墨烯加热组件

技术领域

本申请涉及石墨烯加热技术领域，具体涉及一种石墨烯加热组件。

背景技术

目前，石墨烯发热板大多采用玻纤板或者聚碳酸酯板等塑料材质的板材作为基板，在制作石墨烯发热板过程中，由于浆料固化需要在高温条件下进行，因此会导致加热板产生卷曲、弯折现象。

相关技术公开一种微晶玻璃加石墨烯复合导电膜组成的加热体制备方法，具体步骤为：选用两块大小相同的微晶玻璃作为基材，在第一微晶玻璃表面贴上石墨烯复合导电膜；在贴好的石墨烯复合导电膜两端分别设置两个电极，然后在两个电极的中间贴上云母片，云母片面积大于石墨烯复合导电膜的面积，要将石墨烯复合导电膜完全覆盖；在贴好石墨烯复合导电膜的四周涂上一层耐高温阻燃防火胶，然后将第二微晶玻璃贴上，将石墨烯复合导电膜、两个镀银紫铜电极以及云母片夹在两个微晶玻璃中间；通过此方法制备出的加热体通电就能瞬间发热升温，温度最高可以达到800度左右，且工作时散发的远红外热量，可加热多种材料，适用范围很广泛，可以根据不同需求制作各种加热设备。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

相关技术中使用微晶玻璃作为石墨烯加热体的基板，提高了加热体的耐高温性，但是由于电极中间作为绝缘层的云母片的存在，降低了加热体的透光性，会导致红外辐射的减少，影响加热体的加热效果。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种石墨烯加热组件，以提高石墨烯加热体的透光性。

根据本实用新型实施例，提供了一种石墨烯加热组件，包括：石墨烯发热板；第一透明玻璃，位于石墨烯发热板的一侧，与石墨烯发热板直接接触；第二透明玻璃，位于石墨烯发热板的另一侧，与石墨烯发热板直接接触。

可选地，石墨烯加热组件还包括：电极，与石墨烯发热板相接触；导线，一端连接电极，另一端连接外部电源。

可选地，电极的数量为多个，多个电极包括：第一电极，与石墨烯发热板相接触；第二电极，与石墨烯发热板相接触；导线的数量与电极的数量相等，多个导线包括：第一导线，第一导线的一端连接第一电极，另一端连接外部电源；第二导线，第二导线的一端连接第二电极，另一端连接外部电源。

可选地，第一导线的所述另一端和第二导线的所述另一端位于石墨烯发热板的同一侧或同一端。

可选地，第一透明玻璃或第二透明玻璃设有出线通道，导线的所述另一端经出线通道引出。

可选地，出线通道为贯穿其所在的第一透明玻璃或其所在的第二透明玻璃厚度方向的通孔。

可选地，导线的所述另一端经第一透明玻璃和第二透明玻璃之间的缝隙穿出。

可选地，电极位于石墨烯发热板的边沿。

可选地，电极在第一透明玻璃上的正投影位于第一透明玻璃内侧；电极在第二透明玻璃上的正投影位于第二透明玻璃内侧。

可选地，电极设有限位部，石墨烯发热板设有限位配合部，限位部与限位配合部相配合，以将石墨烯发热板固定在电极内侧。

本公开实施例提供的石墨烯加热组件，可以实现以下技术效果：

石墨烯发热板与第一透明玻璃和第二透明玻璃形成三明治复合结构，与相关技术不同，石墨烯发热板和透明玻璃之间不存在云母片，直接接触，提高了石墨烯加热组件的透光性，从而增加了红外透射率，因此，增强了石墨烯加热组件的加热效果。此外，透明玻璃作为石墨烯加热组件的基材，增强了石墨烯加热组件的刚性，使得石墨烯加热组件在高温下不易变形。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1a是本公开实施例提供的一个石墨烯加热组件的结构示意图；

图1b是图1a中所示的A-A向的剖面结构示意图；

图1c是图1a中所示的B-B向的剖面结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个石墨烯加热组件的结构示意图；

图3a是本公开实施例提供的石墨烯加热组件拆去第一透明玻璃的结构示意图；

图3b是图3a中所示的C-C向的剖面结构示意图；

图3c是图3b中D部的放大结构示意图；

图3d是图3c中E部的放大结构示意图；

图4是本公开实施例提供的又一个石墨烯加热组件的结构示意图。

附图标记：

1：石墨烯发热板；11：限位配合部；2：第一透明玻璃；3：第二透明玻璃；4：电极；41：第一电极；42：第二电极；43：限位部；5：导线；51：第一导线；52：第二导线；6：出线通道。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

目前市面上销售的取暖器种类繁多，热传递形式归为热传导、热辐射和热对流三种，如电热油汀产品，通过导热油升温以热传导的方式将周围空气加热，暖风机以及欧式快热炉是通过风机鼓风或冷暖空气自然对流的热对流形式达到取暖目的，此外还有石英管、碳素纤维、电热膜和石墨烯取暖材料是利用远红外热辐射形式实现取暖的产品。石英管由电热丝及石英玻璃管组成，利用远红外线加热技术，使远红外辐射元件发出的远红外线被物体吸收，取暖的同时对人体具有一定的理疗作用，但是使用时会发光，且会消耗氧气，不适用于卧室环境。碳素纤维发热，采用碳素纤维为发热材料制成的电暖器，升温快、效率高且使用寿命长，但是使用时会发光。电热膜发热，以高温电热膜作为发热材料，热启动较快，断电后冷却的也快，加热自身无氧化，使用寿命较长，但是防水性较差。石墨烯发热稳定、均匀，热转化率高，是与人体自身的远红外波长最为接近的材料，且在发热时无光产生。

玻璃是一种成本低廉且透光性好的传统建筑材料，石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的碳材料，是目前已知的最薄、最坚硬、室温下导电性最好的纳米材料。玻璃材料与石墨烯材料结合使用，会使得材料具有刚性强、不易变形、透光性好以及导电导热的特点。

与普通电阻丝通电发热的机理不同，石墨烯作为发热材料，通电后其内部的自由电子发生定向移动并与碳原子发生碰撞，将获得的电能转化为热能，同时石墨烯通电后被激发，自身会产生5-14um的远红外线将热量以平面的方式均匀地辐射到周围空间，然后由周围物体散发辐射热，达到传热效果。

石墨烯发热板采用石墨烯材料制成，热效率高，使用环境温度高。石墨烯发热板属于纳米发热材料，比传统电热合金材料节能高达30％，具有节能环保的特点。石墨烯发热板具有高效的远红外发热及杀菌功能，尤其适合农产品的烘干或各种清洁机器。石墨烯发热板工作时比传统机器的烘干时间更短，比传统烘干机更节约时间，同时也更加省电。石墨烯发热板绝缘性好，抗酸碱性强，防水，可在高温下工作，适用于各种高温烘烤机器及恶劣环境。石墨烯发热板是传统电热材料的理想替代品。

目前，石墨烯发热板大多采用玻纤板或者聚碳酸酯板等塑料材质的板材作为基板，在制作石墨烯发热板过程中，由于浆料固化需要在高温条件下进行，因此会导致加热板产生卷曲、弯折现象。

相关技术公开了一种微晶玻璃加石墨烯复合导电膜组成的加热体制备方法，首先选用两块大小相同的微晶玻璃作为基材，在第一微晶玻璃表面贴上石墨烯复合导电膜；在贴好的石墨烯复合导电膜两端分别设置两个电极，然后在两个电极的中间贴上云母片，云母片面积大于石墨烯复合导电膜的面积，要将石墨烯复合导电膜完全覆盖；在贴好石墨烯复合导电膜的四周涂上一层耐高温阻燃防火胶，然后将第二微晶玻璃贴上，将石墨烯复合导电膜、两个镀银紫铜电极以及云母片夹在两个微晶玻璃中间；通过此方法制备出的加热体通电就能瞬间发热升温，温度最高可以达到800度左右，且工作时散发的远红外热量，可加热多种材料，适用范围很广泛，可以根据不同需求制作各种加热设备。

相关技术中使用微晶玻璃作为石墨烯加热体的基板，提高了加热体的耐高温性，但是由于电极中间作为绝缘层的云母片的存在，降低了加热体的透光性，会导致红外辐射的减少，影响加热体的加热效果。

结合图1a-1c、图2、图3a-3d、图4所示，本公开实施例提供一种石墨烯加热组件，包括石墨烯发热板1、第一透明玻璃2和第二透明玻璃3。

结合图1b所示，第一透明玻璃2位于石墨烯发热板1的一侧，与石墨烯发热板1直接接触；第二透明玻璃3位于石墨烯发热板1的另一侧，与石墨烯发热板1直接接触。

石墨烯发热板1与第一透明玻璃2和第二透明玻璃3形成三明治复合结构，与相关技术不同，石墨烯发热板1和透明玻璃之间不存在云母片，直接接触，提高了石墨烯加热组件的透光性，从而增加了红外透射率，因此，增强了石墨烯加热组件的加热效果。此外，透明玻璃作为石墨烯加热组件的基材，增强了石墨烯加热组件的刚性，使得石墨烯加热组件在高温下不易变形。

结合图2所示，石墨烯加热组件还包括电极4和导线5，电极4与石墨烯发热板1相接触；导线5一端连接电极4，另一端连接外部电源。

石墨烯发热板1与电极4和导线5形成通路，实现石墨烯加热组件的加热效果。

石墨烯发热板1的形成方式不唯一，可以采用丝网印刷的方式，印刷到第一透明玻璃2或第二透明玻璃3的一侧，形成石墨烯发热板1。

石墨烯发热板1的形成方式也可以是静电均匀喷涂，喷涂到第一透明玻璃2或第二透明玻璃3的一侧，形成石墨烯发热板1。

结合图3a所示，电极4的数量为多个，多个电极包括第一电极41和第二电极42。

第一电极41与石墨烯发热板1相接触；第二电极42与石墨烯发热板1相接触。

导线5的数量与电极4的数量相等，多个导线包括第一导线51和第二导线52。

第一导线51的一端连接第一电极41，另一端连接外部电源；第二导线52的一端连接第二电极42，另一端连接外部电源。

石墨烯发热板1同时与第一电极41和第二电极42相接触，且第一电极41和第二电极42不直接接触，第一电极41和第二电极42分别与第一导线51和第二导线52相连接，第一导线51和第二导线52分别与外部电源的正负极相连接，形成了一个通路，当开启外部电源时，石墨烯发热板1工作，实现石墨烯加热组件的加热功能。

结合图3a所示，第一导线51的所述另一端和第二导线52的所述另一端位于石墨烯发热板1的同一侧或同一端。

第一导线51的所述另一端和第二导线52的所述另一端可以位于石墨烯发热板1的同一侧或者不同侧，同一端或者不同端，但是相对于不同侧或者不同端的设置方式，位于同一侧或者同一端对于第一导线51和第二导线52同时连接外部电源更加方便，即有利于第一导线51和第二导线52与外部电源之间的接线。

以石墨烯发热板1沿水平方向平铺设置为例，第一导线51的所述另一端和第二导线52的所述另一端位于石墨烯发热板1的同一侧或同一端中，一侧指的是位于石墨烯发热板1的上方或下方，一端位于石墨烯发热板1所在平面内，例如石墨烯发热板1的左端、右端、前端或后端。

关于导线5穿出的形式，在第一个具体的实施例中，结合图1c所示，第一透明玻璃2或第二透明玻璃3设有出线通道6，导线5的所述另一端经出线通道6引出。

出线通道6对导线5的出线位置起到限定的作用，导线5由电极4经出线通道6引出至外部电源，与外部电源相连接。出线通道6使导线5的引出过程更加稳定，提高了安全性。

出线通道6为贯穿其所在的第一透明玻璃2或其所在的第二透明玻璃3厚度方向的通孔。

当出线通道6位于第一透明玻璃2时，出现通道为贯穿第一透明玻璃2厚度方向的通孔；当出线通道6位于第二透明玻璃3时，出现通道为贯穿第二透明玻璃3厚度方向的通孔。

通孔的最小直径大于或等于导线5的最大直径。

在第二个具体的实施例中，结合图4所示，导线5的所述另一端经第一透明玻璃2和第二透明玻璃3之间的缝隙穿出。

石墨烯发热板1的存在，使得第一透明玻璃2和第二透明玻璃3之间存在缝隙。导线5的引出方式也可以是从第一透明玻璃2和第二透明玻璃3之间的缝隙直接穿出，与导线5从通孔引出相比，直接穿出省去了在透明玻璃上打孔的制造工艺，简化了制造步骤，降低了制造成本，且不会因打孔导致第一透明玻璃2和/或第二透明玻璃3强度的降低。

电极4位于石墨烯发热板1的边沿。

电极4在设置时与石墨烯发热板1相接触即可，将电极4设于石墨烯发热板1的边沿，对于导线5的引出更加方便，也更加满足石墨烯发热板1与第一透明玻璃2和第二透明玻璃3直接接触的需求。

可以理解，电极4也可以位于石墨烯发热板1的内侧，例如电极4设于石墨烯发热板1与第一透明玻璃2之间，或设于石墨烯发热板1与第二透明玻璃3之间。

电极4在第一透明玻璃2上的正投影位于第一透明玻璃2内侧；电极4在第二透明玻璃3上的正投影位于第二透明玻璃3内侧。

该方案中，电极4未向外凸出第一透明玻璃2和第二透明玻璃3，这样可以保证设置电极4时，电极4的外边缘位于第一透明玻璃2和第二透明玻璃3的外边缘内侧，保证电极4没有暴露在第一透明玻璃2和第二透明玻璃3外边缘的外侧的部分，提高了石墨烯加热组件在使用时的安全性，且能够避免电极4因向外凸出第一透明玻璃2和第二透明玻璃3而容易被损坏。

结合图3d所示，电极4设有限位部43，石墨烯发热板1设有限位配合部11，限位部43与限位配合部11相配合，以将电极4限位于石墨烯发热板1。

电极4的限位部43与石墨烯发热板1的限位配合部11的配合形式不唯一，配合形式可以是插接，电极4的限位部43包括电极4设有的凹槽，石墨烯发热板1的限位配合部11包括石墨烯发热板1设有的凸起，凸起插入凹槽中，以将电极4固定在石墨烯发热板1上。

电极4的限位部43与石墨烯发热板1的限位配合部11的配合形式也可以是粘接，将电极4的限位部43通过导电银胶粘在石墨烯发热板1的限位配合部11上，以将电极4固定在石墨烯发热板1上。

电极4的材质为铜箔或银浆。

结合图3a所示，电极4的形状不唯一，电极4的形状可以是L形状的，第一电极41和第二电极42呈轴对称分布，围绕于石墨烯发热板1四周，与石墨烯发热板1相接触，第一电极41和第二电极42不直接接触。

电极4的形状也可以是长方形的，设置于石墨烯发热板1的周围，与石墨烯发热板1相接触，第一电极41和第二电极42不直接接触；或设置于石墨烯发热板1与第一透明玻璃2之间，或设置于石墨烯发热板1与第二透明玻璃3之间。

石墨烯加热组件的四周密封方式不唯一，可以采用耐高温胶密封，可以采用热压工艺密封，可以采用四角打上铆钉的方式密封，也可以采用绝缘漆进行密封。

将石墨烯加热组件的四周进行密封，能够增强石墨烯加热组件的防水、防水汽、绝缘以及耐高温性能。

石墨烯加热组件作为取暖器热源可以采用板状加热的结构形式，也可以采用管状加热的结构形式，也可以采用其他结构形式，对于石墨烯加热组件的结构形式不做具体的限定。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，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 (10)

1.一种石墨烯加热组件，其特征在于，包括：

石墨烯发热板；

第一透明玻璃，位于石墨烯发热板的一侧，与石墨烯发热板直接接触；

第二透明玻璃，位于石墨烯发热板的另一侧，与石墨烯发热板直接接触。

2.根据权利要求1所述的石墨烯加热组件，其特征在于，还包括：

电极，与石墨烯发热板相接触；

导线，一端连接电极，另一端连接外部电源。

3.根据权利要求2所述的石墨烯加热组件，其特征在于，电极的数量为多个，多个电极包括：

第一电极，与石墨烯发热板相接触；

第二电极，与石墨烯发热板相接触；

导线的数量与电极的数量相等，多个导线包括：

第一导线，第一导线的一端连接第一电极，另一端连接外部电源；

第二导线，第二导线的一端连接第二电极，另一端连接外部电源。

4.根据权利要求3所述的石墨烯加热组件，其特征在于，第一导线的所述另一端和第二导线的所述另一端位于石墨烯发热板的同一侧或同一端。

5.根据权利要求2至4任一项所述的石墨烯加热组件，其特征在于，第一透明玻璃或第二透明玻璃设有出线通道，导线的所述另一端经出线通道引出。

6.根据权利要求5所述的石墨烯加热组件，其特征在于，出线通道为贯穿其所在的第一透明玻璃或其所在的第二透明玻璃厚度方向的通孔。

7.根据权利要求2至4任一项所述的石墨烯加热组件，其特征在于，导线的所述另一端经第一透明玻璃和第二透明玻璃之间的缝隙穿出。

8.根据权利要求2至4任一项所述的石墨烯加热组件，其特征在于，电极位于石墨烯发热板的边沿。

9.根据权利要求2至4任一项所述的石墨烯加热组件，其特征在于，电极在第一透明玻璃上的正投影位于第一透明玻璃内侧；电极在第二透明玻璃上的正投影位于第二透明玻璃内侧。

10.根据权利要求2至4任一项所述的石墨烯加热组件，其特征在于，电极设有限位部，石墨烯发热板设有限位配合部，限位部与限位配合部相配合，以将电极限位于石墨烯发热板。