加热垫的制作方法_4

文档序号:9691705阅读:来源:国知局
同时参阅图3和图4,单层石墨烯作为加热膜的导电层,电极层采用银浆印刷。
[0128]1、在面积150_X 150mm厚度125 μ m的PET (第一绝缘层)上转移一层石墨稀,石墨烯已经过掺杂,方阻为250 Ω / 口;
[0129]2、使用丝网印刷设备在转移好的石墨烯上印刷银浆电极图案,图案形状如图3所示,正极内电极和负极内电极间距为6mm,正极内电极和负极内电极长108mm,宽1mm,共15条,正极汇流条和负极汇流条宽8mm,银浆厚度25 μ m ;
[0130]3、将印刷好的电极层置于烘箱中烘烤,使银浆固化,烘烤温度为130°C,时间为40mino
[0131]初始温度为室温(22°C ),此种情况下,将引线分别将电极层的正电极及负电极连接5V电源的正负极,经测试,60秒即可达到稳定状态,此时加热膜的平均温度可达77.5°C左右(室温为22°C )。
[0132]使用3.7V电压供电时加热膜的平均加热功率为1500w/m2左右。
[0133]优选地,进一步进行以下步骤:
[0134]4、将面积150mmX 150mm厚度50 μm的OCA胶与相同面积的PET贴合在一起;
[0135]5、使用激光切割设备在贴合好的PET/0CA开方形孔,孔大小为5mmX5mm,开孔的位置要保证该PET/0CA与电极层案贴合后,汇流条末端露出5mmX5mm的电极;
[0136]6、对好位后将PET/0CA与电极层贴合;
[0137]7、在小孔露出的电极出制作引线;
[0138]此种情况下,测得加热膜电阻为2.7Ω,将引线分别连接5V电源的正负极,经测试,60秒即可达到稳定状态,图10所示为使用红外热像仪拍摄的加热膜温度分布照片,此时加热膜的平均温度可达66°C左右(室温为22°C )。
[0139]测试结果显示,使用3.7V电压供电时加热膜的平均加热功率为1300w/m2左右,而电压为3.7V时使用传统的无内电极的加热膜平均加热功率为5w/m2左右,要达到与我们新设计的加热膜相同的加热效果使用电压需提高至60V左右,这已经远远超过了人体安全电压。
[0140]实施例2:
[0141]本实施例采用两层石墨烯作为加热膜的导电层,电极层采用银浆印刷。
[0142]1、在面积120mmX 120mm厚度125 μ m的PET (第一绝缘层)上转移两层石墨稀作为导电层,石墨烯已经过掺杂,方阻为120 Ω / 口;
[0143]2、使用丝网印刷设备在转移好的导电层上印刷银浆电极层,图案形状如图9所示,汇流条外圆直径96mm,内电极间距为6mm,宽1mm,汇流条宽8mm,银楽厚度25 μ m ;
[0144]3、将印刷好的电极图案置于烘箱中烘烤,使银浆固化,烘烤温度为130°C,时间为40mino
[0145]此种情况下,将引线分别连接5V电源的正负极,经测试,60S即可达到稳定状态,此时加热膜的平均温度可达137.7°C左右(初始温度为室温22°C )。
[0146]测试结果显示,使用我们发明的电极设计方案,使用3.7V电压供电时加热膜的平均加热功率为3168w/m2左右。
[0147]优选地,进一步进行以下步骤:
[0148]4、将面积120mmX 120mm厚度50 μm的OCA胶与相同面积的PET贴合在一起;
[0149]5、使用激光切割设备在贴合好的PET/0CA开方形孔,孔大小为5mmX5mm,开孔的位置要保证该PET/0CA与电极层贴合后,汇流条末端露出5mmX5mm的电极;
[0150]6、对好位后将PET/0CA与电极层贴合;
[0151]7、在小孔露出的电极出制作引线;
[0152]此种情况下,测得加热膜电阻为2Ω,将引线分别连接5V电源的正负极,经测试,40S钟即可达到稳定状态,图11所示为使用红外热像仪拍摄的加热膜温度分布照片,此时加热膜的平均温度可达90.9°C左右(室温为22°C )。
[0153]测试结果显示,使用3.7V电压供电时加热膜的平均加热功率为1300w/m2左右,而电压为3.7V时使用传统的无内电极的加热膜平均加热功率为5w/m2左右,要达到与我们新设计的加热膜相同的加热效果使用电压需提高至60V左右,这已经远远超过了人体安全电压。
[0154]实施例3:
[0155]请参阅图7,单层石墨烯作为加热膜的导电层,制备工艺如下:
[0156]1、将生长好石墨烯(石墨烯经过掺杂,方阻为250Ω/ □)的铜箔与大小为150mmX 300mm厚度为125 μ m的PET通过UV胶贴合在一起,铜箔大小为140mmX 280臟,厚度为25 μπι ;
[0157]2、将UV胶固化,波长为365nm,能量为1000mJ/cm2;
[0158]3、使用丝网印刷设备在贴合好的铜箔上印刷可剥胶掩膜,图案形状如图7所示,此时,相当于加热膜被一分为二,形成左右两块加热膜串联的效应,实际的利用电压减半,内电极间距为3mm,长108mm,宽1mm,共32条,汇流条宽8mm,铜箔厚度25 μ m ;
[0159]4、将印刷好的电极图案置于烘箱中烘烤,使可剥胶固化,烘烤温度为135°C,时间为 40min ;
[0160]5、烘烤后的样品置于30%的FeClJlj蚀液中刻蚀,刻蚀结束后水洗吹干,揭下电极表面的可剥胶。
[0161]此种情况下,测得加热膜电阻为1.7 Ω,将引线分别连接3.7V锂离子电池的正负极(相对于一半的加热膜是1.85V),经测试,30S稳定后加热膜的温度可达46°C左右(室温为 22。。)。
[0162]测试结果显示,使用本发明的电极设计方案,使用3.7V电压(实际应用于两电极的电压为1.85V)供电时加热膜的平均加热功率为1521w/m2左右。
[0163]优选地,进一步进行以下步骤:
[0164]6、将面积150mmX300mm厚度50 μm的OCA胶与相同面积的PET贴合在一起;
[0165]7、使用激光切割设备在贴合好的PET/0CA开方形孔,孔大小为5mmX5mm,开孔的位置要保证该PET/0CA与电极层贴合后,汇流条末端露出5mmX5mm的电极;
[0166]8、对好位后将PET/0CA与电极图案贴合;
[0167]9、在小孔露出的电极出制作引线;
[0168]测得加热膜电阻为2.5 Ω,将引线分别连接3.7V(实际利用电压相当于1.85V)锂离子电池的正负极,经测试,70S稳定后加热膜的温度可达45°C左右(室温为22°C ),符合公式 T = kU2/d2R+t (K = 151)。
[0169]实施例4:
[0170]本实施例采用ΙΤ0薄膜作为加热膜的导电层,银浆作为电极,图案设计参照图3,制备工艺如下:
[0171]1、使用丝网印刷设备在方阻为尺寸为150mmX150mm,方阻为150Ω的ΙΤ0薄膜(方阻为400 Ω/ □)上印刷银浆电极图案,图案形状如图3所示,内电极间距为6mm,长108mm,宽1mm,共15条,汇流条宽8mm,银楽厚度25 μ m ;
[0172]2、将印刷好的电极图案置于烘箱中烘烤,使银浆固化,烘烤温度为130°C,时间为40mino
[0173]3、将面积150mmX 150mm厚度50 μπι的OCA胶与相同面积的PET贴合在一起;
[0174]4、使用激光切割设备在贴合好的PET/0CA开方形孔,孔大小为5mmX5mm,开孔的位置要保证该PET/0CA与电极层贴合后,汇流条末端露出5mmX5mm的电极;
[0175]5、对好位后将PET/0CA与电极图案贴合;
[0176]6、在小孔露出的电极出制作引线;
[0177]此种情况下,测得加热膜电阻为5Ω,将引线分别连接12V电源的正负极,经测试,55S即可达到稳定状态,此时加热膜的平均温度可达92°C左右(室温为22°C ),符合公式T=kU2/d2R+t (K = 70)。
[0178]实施例5:
[0179]本实施例透明导电层采用单层石墨烯(250Ω/0),电极层采用10层石墨烯,制备方法与实施例1大致相同,不同之处在于:采用向石墨烯膜上继续转移石墨烯的方式,转移至第11层,停止转移,然后将上面的10层石墨烯刻蚀成图案化的电极层,或者采用直接生长多层石墨烯,再制成图案化的电极层,本实施例电极层的图案如图3所示,内电极间距为3mm,长108mm,宽1mm,共15条,汇流条宽8mm,电极(10层石墨稀)厚35nm。
[0180]此种情况下,测得加热膜电阻为2Ω,将引线分别连接1.5V电源的正负极,经测试,85S即可达到稳定状态,此时加热膜的平均温度可达34°C左右(室温为22°C ),符合公式 T = kU2/d2R+t(K = 120)。
[0181]实施例6
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