一种石墨烯电热膜的制作方法

1.本实用新型属于电热膜技术领域，特别是涉及一种石墨烯电热膜。


背景技术：

2.石墨烯电热膜是将电极层与石墨烯层通过印刷、涂覆等工艺附着在基板上制备得到的。石墨烯电热膜通电后，可发热至400℃以上，并将热量转化为远红外线，实现高效红外加热的效果。
3.由于基板尺寸与现阶段制备工艺的限制，石墨烯电热膜尺寸有限，一般尺寸上限为500*500mm，更大尺寸的加热结构只能通过拼接实现。实际使用中发现，由于拼接处具有无发热功能的区域，因此，在拼接处的温度较低，导致拼接后温度不均匀，影响实际应用效果。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的石墨烯电热膜拼接后温度不均匀的问题，提供一种石墨烯电热膜。
5.为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种石墨烯电热膜，包括基板、石墨烯层、电极层和调阻层；
6.所述基板包括加热功能区和设置在所述加热功能区两侧的非功能区，所述加热功能区包括主体区和设置在所述主体区两侧的调阻区，所述调阻区设置在所述主体区和所述非功能区之间；
7.所述电极层包括在所述加热功能区内相对设置的第一电极和第二电极，所述石墨烯层设置在所述主体区和所述调阻区内，所述第一电极和所述第二电极电连接所述石墨烯层，所述调阻层设置在所述调阻区内，所述调阻层用于补偿所述调阻区的功率密度；
8.所述第一电极与所述第二电极中的其中一个为正电极，另一个为负电极。
9.可选地，所述电极层、所述调阻层和所述石墨烯层的面电阻依次增加，所述调阻区的等效面电阻小于所述主体区的等效面电阻，所述调阻区的功率密度大于所述主体区的功率密度。
10.可选地，所述调阻区的宽度为5～50mm。
11.可选地，所述调阻区内所述调阻层的覆盖面积比例为0.1～100％。
12.可选地，所述非功能区的宽度为5～20mm。
13.可选地，所述调阻层包括多个调阻电极，多个所述调阻电极阵列分布。
14.可选地，多个所述调阻电极呈条状阵列分布、圆点状阵列分布或者多边形阵列分布。
15.可选地，所述石墨烯层包括多个单元石墨烯层，多个所述单元石墨烯层沿着所述电极层的延伸方向间隔设置，每一所述单元石墨烯层的两端分别连接所述第一电极和所述第二电极，所述电极层用于多个所述单元石墨烯层的导通。
16.可选地，相邻两个所述单元石墨烯之间的间隙为0～5mm。
17.可选地，所述第一电极的宽度为1～20mm，所述第二电极的宽度为1～20mm。
18.本实用新型实施例提供的石墨烯电热膜，通过设置所述调阻区，在所述调阻区内，所述调阻层和所述石墨烯层叠加设置，使得所述调阻区内的等效面电阻降低，在工作电压确定的情况下，达到提升面积功率密度，提升边缘温度的效果，在石墨烯电热膜进行拼接时，位于拼接处的无发热功能的所述非功能区受到所述调阻区的影响，能够减少冷区的产生，通过功率密度和温度补偿提升后，拼接处的温差明显降低，提升了温度的均匀性。
附图说明
19.图1是本实用新型一实施例提供的石墨烯电热膜的示意图；
20.图2是本实用新型一实施例提供的加热功能区和非功能区的分布图。
21.说明书中的附图标记如下：
22.1、基板；11、加热功能区；111、主体区；112、调阻区；12、非功能区；2、石墨烯层；3、电极层；4、调阻层。
具体实施方式
23.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.如图1至图2所示，本实用新型一实施例提供的一种石墨烯电热膜，包括基板1、石墨烯层2、电极层3和调阻层4。所述基板1为耐高温绝缘基板，所述石墨烯层2通过印刷或者涂覆等工艺附着在所述基板1上。
25.所述基板1包括加热功能区11和设置在所述加热功能区11两侧的非功能区12，所述加热功能区11能够发热，热量转化为远红外线，实现高效红外加热的效果，所述非功能区12为空白区域，不具有发热功能，所述加热功能区11包括主体区111和设置在所述主体区111两侧的调阻区112，所述调阻区112设置在所述主体区111和所述非功能区12之间，所述主体区111的两侧向外均依次设置有所述调阻区112和所述非功能区12。
26.所述电极层3包括在所述加热功能区11内相对设置的第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第二电极中的其中一个为正电极，另一个为负电极。所述石墨烯层2设置在所述主体区111和所述调阻区112内，即，所述石墨烯层2覆盖整个所述加热功能区11，所述第一电极和所述第二电极电连接所述石墨烯层2，实现电流导通的作用，所述调阻层4设置在所述调阻区112内，所述调阻层4用于补偿所述调阻区112的功率密度，以达到补偿温度的效果。
27.在进行拼接时，相邻两个石墨烯电热膜的所述非功能区12拼接在一起，在进行远红外加热的时候会产生冷区，温差比较明显，不均匀，常规的是通过减小非功能区12的宽度或者尽量增加电热膜的尺寸，避免拼接，但是这样会带来成本、设备维护上的问题，甚至造成安全隐患。
28.本实用新型实施例提供的石墨烯电热膜，通过设置所述调阻区112，在所述调阻区112内，所述调阻层4和所述石墨烯层2叠加设置，使得所述调阻区112内的等效面电阻降低，
在工作电压确定的情况下，达到提升面积功率密度，提升边缘温度的效果，在石墨烯电热膜进行拼接时，位于拼接处的无发热功能的所述非功能区12受到所述调阻区112的影响，能够减少冷区的产生，通过功率密度和温度补偿提升后，拼接处的温差明显降低，提升了温度的均匀性。
29.在一实施例中，所述电极层3和所述调阻层4的材质可以一致或者不一致，所述电极层3和所述调阻层4的材质一致时，所述电极层3和所述调阻层4可以同时进行涂覆，也可以分别独立涂覆。所述电极层3和所述调阻层4的材质不一致时，所述电极层3和所述调阻层4需要分开涂覆。
30.在一实施例，所述电极层3、所述调阻层4和所述石墨烯层2的面电阻依次增加，所述电极层3为低电阻层，用于实现电流导通，所述石墨烯层2为高电阻层，电流流过后能够产生热量。
31.在所述调阻区112内，设置所述调阻层4后，能够降低所述调阻区112对应的所述石墨烯层2的等效面电阻，在电压恒定的情况下，电阻降低，功率增加，即所述调阻区112的等效面电阻小于所述主体区111的等效面电阻，所述调阻区112的功率密度大于所述主体区111的功率密度，从而增加所述调阻区112产生的热量。
32.在一实施例，所述调阻区112的宽度为5～50mm。优选地，所述调阻区112的宽度为10～40mm，更优选地，所述调阻区112的宽度为15～35mm。
33.在一实施例，所述调阻区112的宽度可以为5mm、8mm、12mm、15mm、18mm、20mm、25mm、28mm、30mm、36mm、42mm、45mm、48mm或者50mm。
34.在一实施例，所述调阻区112内所述调阻层4的覆盖面积比例为0.1～100％，所述调阻层4的覆盖面积根据调阻效果在上述范围内进行调节。
35.在一实施例，所述非功能区12的宽度为5～20mm，出于所述石墨烯电热膜的绝缘性要求，其边缘处需设置一定宽度的非功能区12，能够防止所述石墨烯电热膜拼接后产生电弧。
36.在一实施例，如图1所示，所述调阻层4包括多个调阻电极，多个所述调阻电极为阵列分布，多个所述调阻电极的面积占所述调阻区112的面积比为1～10％。
37.在一实施例，多个所述调阻电极为条状阵列分布、圆点状阵列分布或者多边形阵列分布。所述主体区111的两侧均设置有所述调阻区112，每一所述调阻区112内均设置阵列分布的多个所述调阻电极，条状阵列分布可以为单列条状阵列分布或者多列条状阵列分布，多列条状阵列分布时，相邻两列之间交错设置，多边形阵列分布可以但不限于三角形阵列分布和四边形阵列分布。
38.在一实施例，如图1所示，所述石墨烯层2包括多个单元石墨烯层，多个所述单元石墨烯层沿着所述电极层3的延伸方向间隔设置，多个所述单元石墨烯层相互平行设置，每一所述单元石墨烯层的两端分别连接所述第一电极和所述第二电极，所述电极层3用于多个所述单元石墨烯层的导通。
39.在一实施例中，相邻两个所述单元石墨烯之间的间隙为0～5mm。间隙为0mm时，所述石墨烯层2为整面式结构，间隙大于0mm时，所述石墨烯层2栅条状结构。
40.在一实施例中，相邻两个所述单元石墨烯之间的间隙为0～2mm。
41.在一实施例中，如图1、图2所示，所述第一电极和所述第二电极平行排列且间隔设
置，所述单元石墨烯层的延伸方向和所述第一电极的延伸方向相互垂直，本实施例中，在制造石墨烯电热膜时，首先在绝缘基板1上涂覆形成所述第一电极和所述第二电极，接着在所述调阻区112涂覆所述调阻层4，最后，在所述加热功能区11涂覆所述石墨烯层2，所述石墨烯层2位于最上层，能够覆盖在所述电极层3和所述调阻层4上。
42.需要说明的是，上述涂覆顺序不是固定的，涂覆顺序的改变会影响所述电极层3、所述调阻层4和所述石墨烯层2的位置关系，所述石墨烯层2可以位于所述电极层3的上方，也可以位于所述电极层3的下方，所述石墨烯层2可以位于所述调阻层4的上方，也可以位于所述调阻层4的下方。
43.在一实施例中，所述第一电极的宽度为1～20mm，所述第二电极的宽度为1～20mm。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。