柔性发热器及其制造方法与流程

本申请涉及一种柔性发热器，以及其制造方法。

背景技术：

1、柔性发热器是可弯曲的发热装置，适合用于复杂或可变形状的设备，以提供温暖。柔性发热器的常见应用是例如机动车的方向盘、织物、医疗设备等。然而，现有技术中的柔性发热器有各种缺点。例如，加热贴片采用的是将化学能转化为热能的原理，将涂有化学材料的布贴片加入到织物中，产生热量。其加热时间长，成本低，但温度不可控，容易过热，且只支持一次性使用，使用后丢弃会对环境造成污染，且一般含有对人体有害的化学催化剂。现有技术还提供了一种将与电源相连的碳纤维发热器植入织物的方案，这样的方案利用了碳纤维良好的柔韧性，可以织成各种形状。植入的碳纤维发热器可清洗、防水，由直流电源供电，并且不产生噪音。然而，碳纤维电热体不能暴露在空气中，因为暴露在外的碳纤维电热体的电阻值会随着时间的推移而明显增加。此外，碳纤维发热器本身在摩擦时会产生静电，这对穿着布料的人有影响。通常情况下，碳纤维电热体的温度通常通过功率控制来实现，即通过改变碳纤维电热体上的电压，这往往会带来功率的损失，进而影响到碳纤维电热体的加热和保温时间。

技术实现思路

1、鉴于本领域的已知解决方案，期望的是提供一种可清洗的柔性发热器，并可与电源一起连续使用或与一次性电池一起重复使用。

2、本公开的另一个目的是提供一种不含对人体有害的化学催化剂的柔性发热器。

3、本公开的另一个目的是提供一种可以暴露在空气中而不影响其加热效果和控制难度的柔性发热器。

4、本公开的另一个目的是提供一种可以自行控制其温度的柔性发热器。

5、这里提到的目的通过一种柔性发热器来实现。柔性发热器1包括第一柔性基底层；布置在第一柔性基底层上的第一导电线，其中第一导电线包括第一正极线和第一负极线；布置在第一柔性基底层上并覆盖第一导电线的一部分的第一发热线；布置在第一柔性基底层上并覆盖第一导电线和第一发热线的第二柔性基底层，其中，第二柔性基底层借助于热压工艺粘合到第一柔性基底层；以及布置在第一柔性基底层和第二柔性基底层之间并电连接到第一导电线的第一连接件，其中，第一正极线和第一负极线彼此不直接相连，并且其中，第一正极线借助于第一发热线电连接到第一负极线。

6、根据一个实施方式，柔性发热器包括：相对于第一导电线布置在第一柔性基底层的相反一侧的第二导电线，其中第二导电线包括第二正极线和第二负极线；布置在第一柔性基底层上并覆盖第二导电线的一部分的第二发热线；布置在第一柔性基底层上并覆盖第二导电线和第二发热线的第三柔性基底层，其中，第三柔性基底层借助于热压工艺粘合到第一柔性基底层；以及布置在第一柔性基底层和第三柔性基底层之间并电连接到第二导电线的第二连接件，其中，第二正极线和第二负极线彼此不直接相连，并且其中，第二正极线借助于第二发热线电连接到第二负极线。

7、根据一个实施方式，第一正极线和第一负极线布置成梳状，各自都包括主体部分和多个分支部分，第一正极线的主体部分和第一负极线的主体部分彼此平行，第一正极线的分支部分和第一负极线的分支部分彼此交替布置，第一发热线包括彼此平行的多个线性发热线，每个线性发热线至少覆盖第一正极线的分支部分之一和第一负极线的分支部分之一中的至少一个。

8、根据一个实施方式，第一连接件包括第一正极端子和第一负极端子，第一正极线的主体部分连接到第一连接件的正极端子，第一负极线的主体部分连接到第一连接件的负极端子。

9、根据一个实施方式，第二正极线和第二负极线各包括直线区段，第二正极线和第二负极线的直线区段彼此平行，第二发热线包括彼此平行的多个线性发热线，每个线性发热线覆盖第二正极线的直线区段的一部分和第二负极线的直线区段的一部分。

10、根据一个实施方式，第二连接件包括连接到第二正极线的第二正极端子和连接到第二负极线的第二负极端子。

11、根据一个实施方式，第一柔性基底层、第二柔性基底层和第三柔性基底层由tpu制成。

12、根据一个实施方式，第一导电线和第二导电线二者皆包括通过银印刷形成的银箔。

13、根据一个实施方式，第一发热线和第二发热线包括通过碳浆印刷形成的ptc碳箔。

14、这里提到的目的也是通过一种制造柔性发热器的方法来实现。该方法包括以下步骤：在第一柔性基底层上印刷第一导电线；以第一温度加热第一柔性基底层，持续第一时间段，以将第一导电线固化在第一柔性基底层上；在其上固化有第一导电线的第一柔性基底层上印刷第一发热线；以第二温度加热第一柔性基底层，持续第二时间段，以将第一发热线固化在第一柔性基底层上；将第一连接件连接到第一导电线，使第一连接件的一部分位于柔性发热器的外部；用第二柔性基底层覆盖第一柔性基底层；以及以第三温度热压第二柔性基底层，持续第三时间段，以使第二柔性基底层粘合到第一柔性基底层。

15、根据一个实施方式，第一温度在60℃-150℃之间，第一时间段在5分钟-120分钟之间，第二温度在60℃-150℃之间，第二时间段在5分钟-120分钟之间，第三温度在120℃-200℃之间，和/或第三时间段在30秒-300秒之间。

16、这里提到的目的还通过一种柔性发热器(1)实现，该柔性发热器包括：第一柔性基底层；布置在第一柔性基底层上的第一正极线；布置在第一正极线上并覆盖第一正极线的一部分的第一发热线；布置在第一柔性基底层上并覆盖第一发热线的一部分的第一负极线；覆盖第一正极线、第一发热线和第一负极线的第二柔性基底层，其中，第二柔性基底层借助于热压工艺粘合到第一柔性基底层；以及布置在第一柔性基底层和第二柔性基底层之间并电连接到第一正极线和第一负极线的第一连接件，其中，第一正极线和第一负极线彼此不直接相连，并且第一正极线借助于第一发热线电连接到第一负极线。根据本公开，利用ptc碳箔的电阻随温度变化的特性，使ptc碳箔成为热敏电阻，从而借助于电路测试电阻的变化，然后反馈给控制器，从而使柔性发热器能够精确调节温度。

17、本公开的柔性发热器可以连接到直流电源或交流电源上使用。在连接到交流电源的情况下，本公开的柔性发热器可以连续使用而不需要更换。在连接到直流电源的情况下，本公开的柔性发热器可以通过更换电池或充电而使用更长的时间。本公开的柔性发热器是利用热压工艺制成的，柔性发热器在不含对人体有害的化学催化剂的情况下制成。本公开的柔性发热器用绝缘材料(如tpu材料)进行封装，使其可以暴露在空气中而不影响其发热效果和控制难度。本公开的柔性发热器包括能够自我控制温度的ptc碳箔，因此不需要复杂的结构来控制其温度。

技术特征：

1.一种柔性发热器(1)，包括：

2.根据权利要求1所述的柔性发热器(1)，其中，柔性发热器(1)包括：

3.根据权利要求2所述的柔性发热器(1)，其中

4.根据权利要求3所述的柔性发热器(1)，其中

5.根据权利要求2所述的柔性发热器(1)，其中

6.根据权利要求5所述的柔性发热器(1)，其中

7.根据权利要求2-6中任一项所述的柔性发热器(1)，其中：

8.根据权利要求2-6中任一项所述的柔性发热器(1)，其中：

9.根据权利要求2-6中任一项所述的柔性发热器(1)，其中

10.制造根据权利要求1的柔性发热器(1)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的方法，其中

12.一种柔性发热器(1)，包括：

技术总结
本公开披露了一种柔性发热器(1)，包括：第一柔性基底层(11)；包括第一正极线(121)和第一负极线(122)的第一导电线(12)；第一发热线(13)；第二柔性基底层(14)和第一连接件(15)；其中，第一正极线(121)和第一负极线(122)彼此不直接相连，且第一正极线(121)借助于第一发热线(13)电连接到第一负极线(122)。本公开进一步披露了一种制造这种柔性发热器(1)的方法。

技术研发人员：杨晶,谭伟峰,莫勋
受保护的技术使用者：汉高股份有限及两合公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15