椅垫的制作方法_2

文档序号:9143854阅读:来源:国知局
6,将电极层116应用于材料为单层石墨烯制成的导电层114上,可以使得加热膜110在< 12V的电压下工作,如果导电层114的材料为多层石墨烯,可以进一步降低工作电压。
[0054]进一步的,电极层116的正极汇流条1162a、正极内电极1162b、负极汇流条1164a及负极内电极1164b可以为同种材料,也可以为不同种材料。
[0055]第二绝缘层118形成于电极层116的表面。第二绝缘层118的材料为玻璃或者聚合物。优选的,聚合物为PET、PVC、PE、PMMA、PVDF、PANI或PC。优选的,第二绝缘层118的厚度为10 μ m?125 μ m。
[0056]椅垫套130套设于加热膜110,从而将加热膜110收入其中。椅垫套130的材料可以为布料或皮料,当然也可以采用其他业内常用的材料。为了增加保暖的效果及增加舒适性,椅垫套130中还可以填充保暖材料,如棉絮。
[0057]请同时参阅图1和图2,供电装置150通过连接线140与加热膜110的电极层116电连接。供电装置150用于对加热膜110进行供电,具体在本实施方式中,供电装置150为可移动式电源,比如锂电池。当然在其他实施方式中,供电装置150也可以为转换器,将220V电压转换为低电压进行输出。
[0058]进一步的,供电装置150上还设置有充电接口 152以进行充电。
[0059]电源开关170同时与供电装置150及电极层116电连接,用于控制供电装置150对电极层116的供电与否。
[0060]控温开关180与供电装置150及电极层116电连接,用于控制供电装置150对电极层116输出的电压高低,从而控制导电层114的发热温度。
[0061]进一步的,在图示的实施方式中,椅垫10还包括控制件190,供电装置150、电源开关170及控温开关180均集成于控制件190。
[0062]优选的,为了为在低电压下获得良好的温度均匀性,针对电极层116的特殊结构,温差、起始温度、供电电压、相邻的正极内电极1162b与负极内电极1164b之间的间距和导电层114的方块电阻符合如下公式:
[0063]T = kU2/d2R+t (I)
[0064]式⑴中:
[0065]t 起始温度,单位为°〇;
[0066]T 加热膜最终温差,单位为°〇;
[0067]U——供电电压,单位为V,U ^ 12V ;
[0068]d——相邻的正极内电极1162b与负极内电极1164b之间的间距,单位为cm,相邻的正极内电极1162b与负极内电极1164b之间的间距按照导电层一面上的间距计算;
[0069]R——导电层方块电阻,单位为Ω / □;
[0070]k——常数,取值范围为10-200,k取值范围根据加热膜与空气之间的传导系数会有不同,与加热膜与空气之间的传导系数成反比。
[0071]进一步的,为了保证椅垫10加热温度的均匀性,正极汇流条1162a及负极汇流条1162b的宽度和厚度需考虑所用材料的电流承载能力和电阻率,电阻率要足够小,以减小正极汇流条1162a及负极汇流条1162b上的电压降,保证正极内电极1162b及负极内电极1164b设置在正极汇流条1162a或负极汇流条1162b的不同位置最高电压和最低电压相差不超过10%,而且电流承载能力决定了正极汇流条1162a及负极汇流条1162b截面积必须大于某一数值才能保证正极汇流条1162a及负极汇流条1162b不被烧毁,存在如下公式
(2):
[0072]η (η+1) I P j/WHR < 1/5 (2)
[0073]其中:
[0074]η——正极内电极1162b及负极内电极1164b产生的间隔数;
[0075]P I——正极汇流条1162a及负极汇流条1162b材料电阻率,单位为Ω.m ;
[0076]I——正极内电极1162b和负极内电极1164b的长度,单位为m;
[0077]W--正极汇流条1162a及负极汇流条1162b宽度,单位为m ;
[0078]H一一正极汇流条1162a及负极汇流条1162b厚度,单位为m ;
[0079]R——导电层114的方块电阻,单位为Ω / 口。
[0080]上述公式中,假定正极汇流条1162a及负极汇流条1162b材料相同,宽度及厚度均相同,正极内电极1162b和负极内电极1164b的长度相同。
[0081]同样,内电极也需保证电流承载能力和考虑同一内电极上最大电压差不超过10%。存在如下公式(3):
[0082]nl2P 2/whLR < 1/5 (3)
[0083]其中:
[0084]η——正极内电极1162b及负极内电极1164b产生的间隔数;
[0085]I——正极内电极1162b和负极内电极1164b的长度,单位为m ;
[0086]P 2——正极内电极1162b和负极内电极1164b的材料的电阻率,单位为Ω.m ;
[0087]w——正极内电极1162b和负极内电极1164b的宽度,单位为m;
[0088]h——正极内电极1162b和负极内电极1164b的厚度,单位为m ;
[0089]L——正极汇流条1162a及负极汇流条1162b的长度,单位m ;
[0090]R——导电层114的方块电阻,单位为Ω / 口。
[0091]上述公式中,假定正极汇流条1162a及负极汇流条1162b尺寸相同,正极内电极1162b和负极内电极1164b的材料、长度、宽度及厚度均相同。
[0092]上述椅垫,通过采用特殊结构的电极层,通过设置正极内电极及负极内电极,降低了相邻的内电极之间的间距,从而使得位于正极内电极及负极内电极之间的导电层的电阻较小,从而可以采用较低的电压供电,即使采用普通的锂电池供电,即可达到迅速加热的目的;当导电层114的材料为单层石墨烯时,采用不高于1.5V的电压供电即可获得与传统的加热膜相同的加热效果;通过改变电极层的正极汇流条1162a及负极汇流条1164a的面积、正极内电极1162b与负极内电极1164b之间的间距,从而可以实现不同的加热功率,满足不同的加热温度需求。
[0093]请参阅图4,另一实施方式的椅垫与椅垫10的结构大致相同,其不同在于:在图示的实施方式中,椅垫的加热膜210包括依次层叠的第一绝缘层212、第一胶层213、导电层214、电极层216、第二胶层217及第二绝缘层218。导电层214与第一绝缘层212通过第一胶层213粘合,第二绝缘层218与电极层216通过第二绝缘层218粘合。优选的,第一胶层213的材料为紫外光固化胶、热熔胶或硅胶,第二胶层217的材料为紫外光固化胶、热熔胶或硅胶。
[0094]上述椅垫中,加热膜210由以下步骤制备:
[0095]步骤S310、提供预制板,预制板包括用于制备电极层的基层及形成于基层表面的导电层214。
[0096]优选的,基层为金属箔。金属箔为铜箔、镍箔或其他金属箔,在此不做限制。
[0097]该步骤中,所提供的预制板,导电层(比如石墨烯)直接生长于基层上。
[0098]步骤S320、通过第一胶层213将第一绝缘层212粘合至预制板的导电层214。
[0099]步骤S330、在基层的表面制备掩膜,并对基层进行蚀刻处理,除去掩膜后得到电极层。
[0100]该步骤中,掩膜的图案根据需要的电极层的图案设计。蚀刻处理时,将制作好掩膜的预制板置于蚀刻液中,蚀刻除去未被掩膜保护的基层。
[0101]优选的,蚀刻液中含有可以改善导电层214的导电性的物质。
[0102]步骤S340、通过第二胶层217将第二绝缘层218粘合至电极层216的表面。
[0103]优选的,第二胶层217及第二绝缘层218开设有对应于电极层216的正电极及负电极的通孔以制作引线。
[0104]上述加热膜210的制备方法较为简单,节省时间和材料成本,同时,采用金属箔制备电极层,导电性好,有利于加热膜温度的均匀性的控制。
[0105]优选的,第一胶层213及第二胶层217的厚度为25?75 μπι。
[0106]请参阅图5,另一实施方式的椅垫与椅垫10的结构大致相同,其不同在于:在图示的实施方式中,椅垫的加热膜410包括依次层叠的第一绝缘层412、导电层414、电极层416、第二胶层417及第二绝缘层418。第二绝缘层418与电极层416通过第二绝缘层418粘合。优选的,第二胶层417的材料为紫外光固化胶、热熔胶或硅胶。
[0107]上述椅垫中,加热膜410由以下步骤制备:
[0108]步骤S510、在形成于第一绝缘层412表面的导电层144表面印刷或蒸镀制备电极层 416。
[0109]步骤S520、通过第二胶层417将第二绝缘层418粘合至电极层416的表面。
[0110]优选的,第二胶层417及第二绝缘层418开设有对应于电极层416的正电极及负电极的通孔以制作引线。
[0111]上述加热膜410的制备方法较为简单。
[0112]请参阅图6,另一实施方式的椅垫与椅垫10的结构大致相同,其不同在于:在图示的实施方式中,椅垫的加热膜510包括依次层叠的第一绝缘层512、辅助电极层513、导电层514、电极层516及第二绝缘层518。辅助电极层513与导电层514电连接。辅助电极层513的结构与电极层516的结构相同。辅助电极层513包括辅助正电极(图未视)及辅助负电极(图未视)。辅助正电极包括辅助正极汇流条及自辅助正极汇流条延伸而出的多个辅助正极内电极。辅助负电极包括辅助负极汇流条及自辅助负极汇流条延伸而出的多个辅助负极内电极。辅助正极内电极与辅助负极内电极交替设置且相互间隔。进一步优选的,辅助电极层513的辅助正极内电极及辅助负极内电极在导电层514的投影与电极层516的正极内电极及所述负极内电极在导电层的投影相互错开。
[0113]请参阅图7,另一实施方式的椅垫与椅垫10的结构大致相同,其不同在于:在图示的实施方式中,电极层616包括正电极6162、第一负电极6164及第二负电极6166。第一负电极6164与第二负电极6166串联。正电极6162包括正极汇流条6162a及自正极汇流条6162a延伸而出的多个正极内电极6162b。正极内电极6162b有多个,多个正极内电极6162b均自正极汇流条6162a的一侧延伸而出。在图示的实施方式中,正极内电极6162b为直线型且均垂直正极汇流条6162a。
[0114]第一负电极
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