加熱膜電極的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了加熱膜電極，包括至少兩條不相連的導(dǎo)電線路，各導(dǎo)電線路通過發(fā)熱材料連接成導(dǎo)電通路；所述每條導(dǎo)電線路的長度與其相鄰導(dǎo)電線路的間隔距離比值為0.01:1～5000：1。本實(shí)用新型的加熱膜電極所設(shè)計(jì)的圖案，使得在材料本身性能以及電源電壓不變的情況下，通過調(diào)整電極長度與間距的比值，提高或者降低加熱膜的發(fā)熱功率；在有支線路的情況下，能夠使發(fā)熱溫度更加均勻化，由此可以降低對(duì)發(fā)熱材料導(dǎo)電性能的要求，同時(shí)拓寬發(fā)熱材料以及加熱膜的應(yīng)用前景。
【專利說明】
加熱膜電極
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種連接發(fā)熱材料并引導(dǎo)電流方向的加熱膜電極。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯、ITO(銦錫氧化物)、納米銀線等透明導(dǎo)電薄膜材料，通電后可把電能有效地轉(zhuǎn)化為熱能，因此可以用作加熱元件。當(dāng)用這些透明導(dǎo)電薄膜材料制作一些加熱器件，比如除霧玻璃、保溫杯、保暖衣服等時(shí)，需要制作電極，以更好地引入和輸出電流。一般制作電極的工藝是在這些材料上印刷銀漿、導(dǎo)電銀膠、銅漿或者貼合金屬條等電的良導(dǎo)體。但是一般透明導(dǎo)電薄膜的電阻值很大，假如只是簡單地制作兩條平行電極，發(fā)熱功率非常小，通常需要極高的電壓才能達(dá)到理想的發(fā)熱效果，提高電壓一方面會(huì)產(chǎn)生潛在的危險(xiǎn)，人體安全電壓一般在36V左右，一旦高于這個(gè)電壓，就視為不安全電壓；另一方面，一些加熱器件需要隨身攜帶，則就需要移動(dòng)電源來提供電能，小而輕便的移動(dòng)電源很難提供高電壓輸出。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是解決一種在材料本身性能以及電源電壓不變的情況下，能調(diào)整加熱膜的發(fā)熱功率，使加熱更均勻的加熱膜電極。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的第一個(gè)技術(shù)方案是加熱膜電極，包括至少兩條不相連的導(dǎo)電線路，各導(dǎo)電線路通過發(fā)熱材料連接成導(dǎo)電通路;所述每條導(dǎo)電線路的長度與其相鄰導(dǎo)電線路的間隔距離比值為0.01:1?5000:1。
[0005]所述每條導(dǎo)電線路的長度與其相鄰導(dǎo)電線路的間隔距離比值為0.1:1?1000:1。
[0006]所述導(dǎo)電線路為兩條，分別連接電源的正負(fù)極;或者所述導(dǎo)電線路大于兩條，相鄰的兩條導(dǎo)電線路分別連接電源的正負(fù)極。
[0007]所述導(dǎo)電線路為直線形、曲線形、鏈形或者環(huán)形;每條導(dǎo)電線路的形狀相同或者不相同。
[0008]所述每條導(dǎo)電線路上設(shè)置至少一個(gè)電流輸入/輸出端口。
[0009]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的第二個(gè)技術(shù)方案是加熱膜電極，包括至少兩條不相連的導(dǎo)電線路，各導(dǎo)電線路通過發(fā)熱材料連接成導(dǎo)電通路;所述每條導(dǎo)電線路包括一條主線路和多條與主線路連接的支線路;所述每條導(dǎo)電線路的支線路的總長度與相鄰導(dǎo)電線路的相鄰支線路之間的間隔距離的比值為0.01:1?5000:1。
[0010]所述每條導(dǎo)電線路的支線路的總長度與相鄰導(dǎo)電線路的相鄰支線路之間的間隔距離的比值為0.1:1?1000:1。
[0011]所述導(dǎo)電線路為兩條，其主線路分別連接電源的正負(fù)極;或者所述導(dǎo)電線路大于兩條，相鄰的兩條導(dǎo)電線路的主線路分別連接電源的正負(fù)極。
[0012]所述每條導(dǎo)電線路的形狀相同或者不相同。
[0013]所述每條導(dǎo)電線路的主線路上設(shè)置至少一個(gè)電流輸入/輸出端口。
[0014]本實(shí)用新型采用的加熱膜的發(fā)熱材料可以是碳材料及其復(fù)合物，比如石墨烯薄膜、石墨烯粉體聚合物、碳纖維、石墨紙，以及ITO(氧化銦錫)、納米銀線等導(dǎo)電薄膜材料。
[0015]本實(shí)用新型的原理是:用于制作電極的材料幾乎都是電的良導(dǎo)體，電流通過電極產(chǎn)生的電壓降非常小，可簡單視為電極上任何位置的電壓為恒定值，根據(jù)發(fā)熱功率W = U2/R，電壓不變，只要降低發(fā)熱材料的線性電阻，就可以提高發(fā)熱功率。據(jù)此可以進(jìn)行電極圖案的設(shè)計(jì)，通過改變電極長度與寬度的比值，提高發(fā)熱功率。另外，通常電極材料也會(huì)產(chǎn)生電壓降，可以增加引入電源的端口，降低電壓降而提高功率。電極圖案的形狀，可以決定加熱膜發(fā)熱區(qū)域的形狀，比如兩條圓環(huán)電極，所決定的發(fā)熱區(qū)域就是圓環(huán)狀；比如插指型圖案，所決定的發(fā)熱區(qū)域是蛇形狀，本實(shí)用新型就是根據(jù)有沒有分支線路分為兩個(gè)技術(shù)方案，當(dāng)由支線路時(shí)，由于主線路的長度相對(duì)于支線路的總長度可以忽略不計(jì)，其次也可以把主線路理解為一個(gè)外接導(dǎo)線，它只是把所有支線路連接在一起，因此在確定比值時(shí)，不需要考慮主線路的長度。將電極線路的長度與其相鄰線路的間隔距離比值設(shè)定為A，其A值范圍為
0.01:1?5000: I，優(yōu)選0.1:1?1000:1 ο 一般導(dǎo)電薄膜材料用方塊電阻(!?□，Ω / □)衡量導(dǎo)電性能，材料發(fā)熱功率可用W=U2/R或者W = 12R計(jì)算，其中R為線性電阻，線性電阻與方塊電阻的關(guān)系為R=RO/A，因此可以通過調(diào)整A值來改變發(fā)熱功率，而且顯然線性電阻與A值成反比例關(guān)系。
[0016]采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有以下積極的效果:本實(shí)用新型的加熱膜電極所設(shè)計(jì)的圖案，使得在材料本身性能以及電源電壓不變的情況下，通過調(diào)整電極長度與間距的比值，提高或者降低加熱膜的發(fā)熱功率;在有支線路的情況下，能夠使發(fā)熱溫度更加均勻化，由此可以降低對(duì)發(fā)熱材料導(dǎo)電性能的要求，同時(shí)拓寬發(fā)熱材料以及加熱膜的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0017]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖中標(biāo)號(hào)為:
[0020]導(dǎo)電線路1、主線路11、支線路12、電流輸入/輸出端口2。
【具體實(shí)施方式】
[0021](實(shí)施例1)
[0022]見圖1，本實(shí)施例的加熱膜電極，包括兩條不相連的導(dǎo)電線路I，導(dǎo)電線路I通過發(fā)熱材料連接成導(dǎo)電通路;每條導(dǎo)電線路I包括一條主線路11和多條與主線路11連接的支線路12;每條導(dǎo)電線路I的支線路12的總長度與相鄰導(dǎo)電線路I的相鄰支線路12之間的間隔距離的比值為0.01:1?5000:1，優(yōu)選為0.1:1?1000:1。一條導(dǎo)線線路I的主線路11連接電源的正極，另一條導(dǎo)電線路I的主線路11連接電源的負(fù)極。每條導(dǎo)電線路I的形狀相同，當(dāng)然也可以不一樣。每條導(dǎo)電線路I的主線路11的中部設(shè)置一個(gè)電流輸入/輸出端口 2。因?yàn)橐话銓?dǎo)電線路是銀漿線路，是有阻值的，所以電流輸入端口的位置會(huì)影響到發(fā)熱功率以及發(fā)熱溫度的均勻性。理想情況下是將電流輸入端口設(shè)置在導(dǎo)電線路的中間位置，但根據(jù)實(shí)際情況也可以把電流輸入端口設(shè)置在導(dǎo)電線路的兩頭部位。
[0023]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.加熱膜電極，其特征在于:包括至少兩條不相連的導(dǎo)電線路(I)，各導(dǎo)電線路(I)通過發(fā)熱材料連接成導(dǎo)電通路;所述每條導(dǎo)電線路(I)的長度與其相鄰導(dǎo)電線路(I)的間隔距離比值為0.01:1?5000:1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱膜電極，其特征在于:所述每條導(dǎo)電線路(I)的長度與其相鄰導(dǎo)電線路(I)的間隔距離比值為0.1:1?1000:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加熱膜電極，其特征在于:所述導(dǎo)電線路(I)為兩條，分別連接電源的正負(fù)極;或者所述導(dǎo)電線路(I)大于兩條，相鄰的兩條導(dǎo)電線路(I)分別連接電源的正負(fù)極。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱膜電極，其特征在于:所述導(dǎo)電線路(I)為直線形、曲線形、鏈形或者環(huán)形;每條導(dǎo)電線路(I)的形狀相同或者不相同。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱膜電極，其特征在于:所述每條導(dǎo)電線路(I)上設(shè)置至少一個(gè)電流輸入/輸出端口。6.加熱膜電極，其特征在于:包括至少兩條不相連的導(dǎo)電線路(I)，各導(dǎo)電線路(I)通過發(fā)熱材料連接成導(dǎo)電通路；所述每條導(dǎo)電線路(I)包括一條主線路(11)和多條與主線路(11)連接的支線路(12);所述每條導(dǎo)電線路(I)的支線路(12)的總長度與相鄰導(dǎo)電線路(I)的相鄰支線路(12)之間的間隔距離的比值為0.01:1?5000:1。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱膜電極，其特征在于:所述每條導(dǎo)電線路(I)的支線路(12)的總長度與相鄰導(dǎo)電線路(I)的相鄰支線路(12)之間的間隔距離的比值為0.1:1?1000:lo8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的加熱膜電極，其特征在于:所述導(dǎo)電線路(I)為兩條，其主線路(11)分別連接電源的正負(fù)極;或者所述導(dǎo)電線路(I)大于兩條，相鄰的兩條導(dǎo)電線路(I)的主線路(11)分別連接電源的正負(fù)極。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加熱膜電極，其特征在于:所述每條導(dǎo)電線路(I)的形狀相同或者不相同。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱膜電極，其特征在于:所述每條導(dǎo)電線路(I)的主線路(II)上設(shè)置至少一個(gè)電流輸入/輸出端口(2)。
【文檔編號(hào)】H05B3/03GK205430638SQ201520892096
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月10日
【發(fā)明人】金虎, 彭鵬, 孫洪波, 周振義, 武文鑫
【申請(qǐng)人】常州二維碳素科技股份有限公司