一种具有封装结构的石墨烯加热板的制作方法

    专利2022-07-07  125


    本发明涉及石墨烯加热领域,具体涉及一种具有封装结构的石墨烯加热板。



    背景技术:

    现今,加热功能的家用电器已经非常普及和广泛应用;其能源效率和耐用性逐渐被用户和行业所重视,同时,外观设计小巧简洁也是目前行业内的趋势。

    目前家用电加热器很多采用电加热丝或ptc加热管加热技术,此类通电加热芯往往温度过高,需要用大量耐高温隔热材料(陶瓷等)进行封装,这势必会降低其热传导效率,能源效率低下,由于长时间内部高温,也是其使用寿命大大降低,同时,大量的耐高温隔热封装材料会提高产品成本,占用大量产品内部空间,导致整个加热器外形尺寸无法小型化设计。



    技术实现要素:

    本发明目的在于解决家用电加热产品内部电加热板(片)既要安全绝缘又要高效导热的问题,同时还确保足够抗冲击强度,满足性能的情况下,减少制造成本,使产品外观尺寸最小化,减少空间浪费,满足产品整体外观设计,解决多种场景下用户痛点,提高客户使用满意度。

    为了达到上述技术效果,本发明采用的技术方案是:

    一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,包括石墨烯加热膜、绝缘层、金属外壳和端盖;所述石墨烯加热膜包括石墨烯膜片和沿石墨烯膜片边缘固定设置的两电极,且每一电极的其中一端在石墨烯膜片的宽边处形成电极的引出端,所述绝缘层固定覆盖在石墨烯加热膜的上下表面构成加热板本体,所述金属外壳为薄壁外壳,其横截面为扁环形结构,所述加热板本体通过金属外壳两端的端盖密封封装固定在金属外壳内腔中,端盖或金属外壳端部表面在对应电极引出端处设有出线槽,所述电极引出端穿过出线槽,且在出线槽处与端盖或金属外壳密封连接。

    进一步地,所述绝缘层为云母板或pi膜或其它具有良好柔性和热传导性的绝缘材料。

    进一步地,所述金属外壳外表面具有石墨烯涂层。

    进一步地,所述金属外壳为u型结构、蛇形结构或卷盘状结构。

    进一步地,所述金属外壳的内腔中设有若干层相互堆叠的加热板本体,相邻两加热板本体可共用一绝缘层。

    进一步地,构成所述加热板本体为的两个绝缘层为一整体的u型绝缘片,所述石墨烯加热膜夹设在绝缘片的u型槽内。

    进一步地,两个所述电极的引出端在石墨烯加热板的同侧直接引出或呈l型引出。

    进一步地,两个所述电极的引出端在石墨烯加热板的异侧直接引出或呈l型引出。

    进一步地,所述石墨烯加热膜中石墨烯膜片为单层结构或多层复合结构。

    与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    本发明结构简单,加工和封装方便,将石墨烯加热膜上下覆盖绝缘层后用薄壁金属外壳包裹,端盖封装,其中增加良好的绝缘、传导层,在同等的输入功率下,具有更好的热传导效率,满足用户的多种(即热即冷)需求。同时,薄壁金属外壳可以有效防止外界硬物碰撞和穿刺石墨烯加热薄膜,确保石墨烯加热薄膜高效长效稳定的工作运行。

    本发明的加热板(片)可实现超薄的封装设计模块结构,同时具有足够的柔韧性,用户可根据自身需求,将封装后的加热板(片)折弯加工成所需形状,满足差异化功能需求,同时具有高等级的防尘防水等级。

    本发明的加热板(片)封装模块无需大量绝缘层,使之厚度比现有加热板小很多,实现超薄设计,同等体积下,使用多层该热板(片)封装模块堆叠组合,实现更多的发热量,实用性强。

    上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。

    附图说明

    图1为本发明加热板的分解结构示意图。

    图2为本发明蛇形加热板结构示意图。

    图3为本发明u型加热板结构示意图。

    图4为本发明卷盘状加热板结构示意图。

    图5为本发明两电极引出端在石墨烯加热板的同侧直接引出的结构示意图一。

    图6为本发明两电极引出端在石墨烯加热板的同侧直接引出的结构示意图二。

    图7为本发明两电极引出端在石墨烯加热板的同侧l型引出的结构示意图一。

    图8为本发明两电极引出端在石墨烯加热板的同侧l型引出的结构示意图二。

    图9为本发明两电极引出端在石墨烯加热板的异侧直接引出的结构示意图。

    图10为本发明两电极引出端在石墨烯加热板的异侧l型引出的结构示意图。

    图中各标号和对应的名称为:

    1.金属外壳,2.绝缘层,3.石墨烯膜片,4.电极,41.引出端,5.端盖。

    具体实施方式

    一种具有封装结构的石墨烯加热板,如图1所示,其包括石墨烯加热膜、绝缘层2、金属外壳1和端盖5。其中,石墨烯加热膜包括单层或多层复合结构的石墨烯膜片3以及沿石墨烯膜片3边缘固定设置的两电极4,电极4可为直条、l型条等,每一电极4的其中一端在石墨烯膜片3的宽边处形成电极的引出端41。绝缘层2为云母板或pi膜或其它具有良好柔性和热传导性的绝缘材料,绝缘层2固定覆盖在石墨烯加热膜的上下表面构成加热板本体。金属外壳1横截面为扁环形结构。加热板本体通过金属外壳1两端的端盖5密封封装固定在金属外壳1内腔中。端盖5或金属外壳1端部表面在对应电极引出端41处设有出线槽,电极引出端41穿过出线槽,方便外部接电实现通电加热工作,电极引出端41在出线槽处与端盖5或金属外壳1密封连接,达到防水功能。

    作为优选,金属外壳1为具有高的抗拉强度和表面硬度的金属(如铝合金,镁铝合金等,且不限于此类金属)加工而成,更为优选,金属外壳1采用薄壁外壳,这样用户可根据不同的使用场景,将金属外壳外形制作成多种形状,如图2-4所示的u型结构、蛇形结构或卷盘状结构。此外,为了增加热传递效率,金属外壳1外表面具有石墨烯涂层。

    作为优选,构成加热板本体为的两个绝缘层2为一u型绝缘片,石墨烯加热膜夹设在绝缘片的u型槽内。更为优选,金属外壳1的内腔中设有若干层相互堆叠的加热板本体,相邻两加热板本体共用一绝缘层。

    作为优选,石墨烯加热膜上的两个电极引出端41根据不同使用场景可以设置在不同位置,如图5-8所示,两个电极的引出端41设置在石墨烯加热板的同侧的端部或中间等位置,电极的引出端为直接引出或呈l型引出。如图9、10所示,两个电极的引出端设置在石墨烯加热板的异侧的中间或端部,电极的引出端为直接引出或呈l型引出。

    总之,本发明具有封装结构的石墨烯加热板解决了家用电加热产品内部电加热板(片)既要安全绝缘又要高效导热的问题,通过巧妙的石墨烯加热片封装结构,使封装后的加热板(片)具有足够的抗冲击强度,同时在满足产品性能的情况下,确保安全绝缘和较长的使用寿命。其制造工艺简单,超薄外观的模块化设计,使得外形可以加工成不同异形结构,满足不同式样的家用电加热产品,同时还最小化产品尺寸,使产品外观小型化,减少制造成本,减少空间浪费,解决多种场景下用户痛点,提高客户使用满意度。

    本发明不局限于上述具体的实施方式,对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发,不经过创造性的劳动,所作出的种种变换,均落在本发明的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,包括石墨烯加热膜、绝缘层、金属外壳和端盖;所述石墨烯加热膜包括石墨烯膜片和沿石墨烯膜片边缘固定设置的两电极,且每一电极的其中一端在石墨烯膜片的宽边处形成电极的引出端,所述绝缘层固定覆盖在石墨烯加热膜的上下表面构成加热板本体,所述金属外壳为薄壁外壳,其横截面为扁环形结构,所述加热板本体通过金属外壳两端的端盖密封封装固定在金属外壳内腔中,端盖或金属外壳端部表面在对应电极引出端处设有出线槽,所述电极引出端穿过出线槽,且在出线槽处与端盖或金属外壳密封连接。

    2.根据权利要求1所述的一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,所述绝缘层为云母板或pi膜。

    3.根据权利要求1所述的一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,所述金属外壳外表面具有石墨烯涂层。

    4.根据权利要求1所述的一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,所述金属外壳为u型、蛇形结构或卷盘状结构。

    5.根据权利要求1所述的一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,所述金属外壳的内腔中设有若干层相互堆叠的加热板本体,相邻两加热板本体可共用一绝缘层。

    6.根据权利要求1所述的一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,构成所述加热板本体为的两个绝缘层为一整体的u型绝缘片,所述石墨烯加热膜夹设在绝缘片的u型槽内。

    7.根据权利要求1所述的一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,两个所述电极的引出端在石墨烯加热板的同侧直接引出或呈l型引出。

    8.根据权利要求1所述的一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,两个所述电极的引出端在石墨烯加热板的异侧直接引出或呈l型引出。

    9.根据权利要求1所述的一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,所述石墨烯加热膜中石墨烯膜片为单层结构或多层复合结构。

    技术总结
    本发明公开了一种具有封装结构的石墨烯加热板,其特征在于,包括石墨烯加热膜、绝缘层、金属外壳和端盖;所述石墨烯加热膜包括石墨烯膜片和沿石墨烯膜片边缘固定设置的两电极,且每一电极的其中一端在石墨烯膜片的宽边处形成电极的引出端,所述绝缘层固定覆盖在石墨烯加热膜的上下表面构成加热板本体,所述金属外壳为薄壁外壳,其横截面为扁环形结构,所述加热板本体通过金属外壳两端的端盖密封封装固定在金属外壳内腔中,端盖或金属外壳端部表面在对应电极引出端处设有出线槽,所述电极引出端穿过出线槽,且在出线槽处与端盖或金属外壳密封连接。本发明加热板安全绝缘、高效导热,具有足够的抗冲击强度,能够适用于不同式样的家用电加热产品。

    技术研发人员:徐冬春
    受保护的技术使用者:苏州烯时代材料科技有限公司
    技术研发日:2020.12.10
    技术公布日:2021.03.12

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