柔性电发热膜的形式与结构

 


01

柔性电发热膜——形式



 

 


02

柔性电发热膜——共同结构



 

三层结构:

1、导电层(核心):导电物质,连接导电物质的高分子材料

 

2、绝缘层:绝缘层材料包含涂在绝缘层上的粘结剂

 

3、电极:铜箔的选择与连接处理

 


柔性PI发热膜的两种结构



  


1

PI蚀刻金属箔发热膜



  

 

描述: PI与金属箔热压复合在一起,然后加以蚀刻,再在已经蚀刻好的线路面覆盖上PI膜

 

说明: PI作为绝缘层 

           环氧树脂,丙烯酸胶,有机硅胶,FEP,作为粘结剂

           金属箔蚀刻后的金属丝直接作为电极加以焊接绝缘连接

           蚀刻带来环保问题,蚀刻将使得PI的绝缘性能降低,漏电电流增加

 


2

纯聚酰亚胺发热膜



 

 描述:导电层为PI薄膜,导电PI薄膜内部均匀掺杂加入了石墨烯粉体,碳纳米管粉体和少量导电碳粉,绿色环保,PI绝缘性能不变

 

说明: 绝缘层部分的PI含PI胶

            PI作为胶已经涂覆在PI薄膜上面

            电极采用打孔的铜箔,连接并作为引出脚

 

 


纯PI远红外发热模组的结构与设计



 

 

1

结构



 

  

 

PI绝缘层CNT:CN上涂了一层PI粘结剂CBDF,总称CNT。在一定温度和压力下,CBDF面会产生粘性,冷却后不易脱落。

 

PI导电发热层HT:一种导电聚酰亚胺薄膜,专为需要薄而轻,均匀加热器的加热应用而开发

 

电极:打孔的铜箔作为电极

 


2

设计



  

  • HT的方阻为R

  • 发热面积为S,长为L,宽为W

  • 工作电压为V,发热功率为P,发热温度为T

  • 功率密度P/S与温度T是完全正相关的

  • P=V*2/R’, R’为发热面积内的等效电阻

  • 电极安放在L边上,若安放在W边上,则L与W的关系颠倒一下

  • R=R’W/L, 功率密度为 P/S

 


纯PI远红外发热膜的特点与应用



 


1

特点



 

  • 柔片,硬板,皆可制作

  • 大小,尺寸灵活设计

  • 发热绝缘层厚度为0.1-0.15mm左右,机其轻薄

  • 目前最大尺寸500mm*1000mm

  • 纯塑料、无金属发热

  • 持续发热温度范围广,从室温到250℃皆可,最高可达300℃

  • 持续通电发热,在250℃下连续工作30天,发热模组依然正常

  • 电热转化率高达99%,与电阻丝相比,同样功率可省电30%

  • 加热速度快,瞬间可到高温

  • 热比容小,断电后瞬间降到室温

  • 发热温度均匀,交直流电压可从3V-380V(AC/DC)

  • 发热时发出远红外线,波长9-12μm

  • 具有杀菌的功效

  • 对于中草药、农产品、海产品的烘干、营养成分保存完好

 


2

应用



 

  • 航空航天应用中的温度调节

  • 真空加热与烘干机械设备,对于中草药、农产品和海产品的烘干

  • 新能源电动汽车动力电池的加热片、汽车内部加热

  • 军工领域,如导弹、舰船、坦克、雷达等

  • 天线或雷达的除雪、除霜加热元件,风力涡轮机除霜

  • 医疗设备上的加热应用

  • 中、高温场合下应用的其他加热设备

 

今山电子的PI新产品与研发能力


 

 


 

 

纯PI远红外发热模组的未来发展


  • PTC功能  相当于发热模组在温度上升到一个设定值T时,发热膜的电阻会自动上升到无穷大,也就是发热模组停止工作不再发热,当发热模组温度小于设定值T时,发热膜的电阻又逐渐恢复正常,发热模组又开始正常工作发热了。

  • 无色透明  有些场合发热模组希望是无色透明的,不像现在黑色的,边缘是黄色的。因此,要用无色透明聚酰亚胺的材料,同时导电物质也必须是无色透明的。

  • 耐更高温度  随着柔性应用的扩展,很多场合需要整体的发热模组能够承受更高的温度,譬如长久工作温度要300度以上,短时工作温度要450度,则要求发热高分子材料和绝缘高分子材料,同时中间连接发热与绝缘的粘结高分子材料都要耐更高温度。

 

作者:今山电子 岑建军

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