一种加热层及加热膜的制作方法

本发明涉及电加热领域，具体而言，涉及一种加热层及加热膜。

背景技术：

目前，很多电加热器件对环境工作温度的要求非常高。比如说广泛使用的锂电池，其充电温度必须在0-45℃以内，若该电池在0℃以下，充电时，负极上会产生锂枝晶，造成电池的损坏。锂电池不仅对环境工作温度的高低有苛刻的要求，而且还需要有很好的温度均匀性。为了维持工作环境的温度，目前锂电池通常安装有金属电阻丝加热器件。但是金属电阻丝的采用并不能保证锂电池受热后的温度的均匀性，锂电池受热后的温度有明显的锯齿状分布特征。

另外，若是均匀发热的发热体对另外一个物体加热，受热体的温度分布往往也是不均匀的。受热体中间由于热量富集的作用，温度会比其四周的温度更高；受热体靠上位置的温度也会比靠下温度的温度高。简单的讲，受热体若均匀受热或者杂乱无章的不均匀受热，它自身的温度分布肯定是不均匀的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种加热层，该加热层的加热方式是面加热，并且能够实现不同区域的发热温度不同。

本发明的另一目的在于提供一种加热膜，该加热膜能够使得受热体的温度分布更加均匀。

本发明是这样实现的：

一种加热层，包括第一电极、第二电极和电加热层，第一电极和第二电极与电加热层电连接，电加热层在同一种非金属导电材料上，形成多个电连接的电加热部，多个电加热部中至少有两个电加热部的发热功率密度不同，每个电加热部均设置有用于改变自身的电阻的电阻改变结构，电阻改变结构为设置在电加热层的表面的电极或者形成于电加热层的分割缺口。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，多个电阻改变结构间隔设置，电加热层设置有至少一条第一主电极和至少一条第二主电极，每条第一主电极与相邻的第二主电极位置相对，每个电阻改变结构与第一主电极或第二主电极连接，第一主电极与第一电极电连接，第二主电极与第二电极电连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，电阻改变结构为设置在电加热层的表面的电极；电极包括多条并列设置的第一分支电极和多条并列设置的第二分支电极，每条第二分支电极设置在两条相邻的第一分支电极之间，每条第一分支电极与第一主电极连接，每条第二分支电极与第二主电极连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，每个电加热部中，第一分支电极与相邻的第二分支电极之间的间距相同且设置为第一间距；至少有两个电加热部对应的第一间距不同。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，电阻改变结构为形成于电加热层的分割缺口；多个分割缺口间隔设置，分割缺口将每个电加热部分割成多条并列的电加热带，多个电加热带之间电连接，第一电极和第二电极分别与两条第二加热带电连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，每条电加热带设置有相对的第一端和第二端，每个第一端与一个相邻的第一端电连接，每个第二端与一个相邻的第二端电连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，每个电加热部中，电加热带的宽度相同且定义为第二宽度；至少有两个电加热部对应的第二宽度不同。

一种加热膜，包括第一保护层和第二保护层以及上述加热层，上述加热层设置于第一保护层和第二保护层之间。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的加热层，整张加热层划分成多个区域，实现多个区域同时发热，并实现至少两个区域同时发热时的发热功率不同，从而实现加热温度不同，避免热量富集的现象。该加热层具有面发热的特征，既有利于温度的均匀性，而且其升温速率更快、效率更高。本发明本提供的加热膜，包括有本发明提供的加热层，能够有效解决受热体的温度分布不均匀的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式1提供的加热层的结构示意图；

图2是本发明实施方式1提供的加热膜的结构示意图；

图3是本发明实施方式1提供的加热层中各电加热部地图式排列的结构示意图；

图4是本发明实施方式2提供的加热层的结构示意图。

图中标记分别为：加热层100、400；第一电极110、410；第二电极111、411；第一主电极130；第二主电极131；电加热层120、420；电阻改变结构124、424；第一间距125；第一分支电极121；第二分支电极122；电加热部123、423；电加热带422；加热膜200；第一保护层210；第二保护层220。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1，请参阅图1至图3所示，

请参阅图1，如图所示，加热层100包括第一电极110、第二电极111、第一主电极130、第二主电极131和电加热层120。第一主电极130和第二主电极131设置在电加热层120上。第一电极110通过第一主电极130与电加热层120电连接，第二电极111通过第二主电极131与电加热层120电连接。

电加热层100是由发热材料制成的薄膜状结构。这里的发热材料选材不做具体限制，可以为石墨烯薄膜、石墨烯粉体聚合物、碳纤维以及石墨膜等导电碳材料。碳材料尤其是石墨材料，具有优异的导电导热性能，并且具有良好的化学稳定性以及抗侵蚀能力，不仅耐酸耐碱，而且耐高温。室温下石墨具有非常高的导热系数，温度升高后，导热系数反而下降，在极高温度下，石墨甚至能够成为热的绝缘体。

需要说明的是，第一主电极130和第二主电极131相对设置，第一主电极130和第二主电极131的数量不作具体限制，在本实施例中，在电加热层120的两相对边缘上分别设置了一条第一主电极130和一条第二主电极131。

在本实施例中，电加热层120具有多个电连接的电加热部123(如虚线框内的电加热层120部分)。需要说明的是，这里多个电加热部123之间电连接，连接的方式不作具体限制，包括仅串联连接、仅并联连接以及串联与并联交叉连接等。在本实施例中，多个电加热部123之间通过第一主电极130和第二主电极131形成并联的电连接。本实施例中，不同的电加热部123可以理解为电加热层120的不同部位或者不同区域。

需要说明的是，各个电加热部123可以是呈地图式排列。如图3所示，这里的地图式排列是指，各个电加热部123的大小、形状可以是任意的、随机的以及无规则的；各个电加热部123的位置和连接也可以是任意的、随机的以及无规则的。

每个电加热部123均设置有用于改变自身电阻的电阻改变结构124。电阻改变结构124的设置方式和设置位置不做具体限制，在本实施例中，电阻改变结构为间隔设置在电加热层120的表面的电极。

在本实施例中，电阻改变结构124包括多条并列设置的第一分支电极121和多条并列设置的第二分支电极122。每条第一分支电极121与每条第二分支电极122相邻设置，即，每条第一分支电极121设置在相邻两条第二分支电极122之间，每条第二分支电极122设置在相邻两条第一分支电极121之间。每条第一分支电极121的一端与第一主电极130连接，每条第二分支电极122的一端与第二主电极131连接。在本实施例中，第一分支电极121和第二分支电极122整体呈插齿型排布。

需要说明的是，这里的第一主电极130和第二主电极131为电极线，在本实施中它们作为电极主线，这里的第一分支电极121和第二分支电极122同样也为电极线，在本实施例中他们作为电极分线。这里的第一主电极130、第二主电极131、第一分支电极121和第二分支电极122的选材不作具体限制，可以为导电银浆、导电碳浆、导电银胶、金属片其中的一种或者几种，在本实施例中，作为优选，本实施例中，第一主电极130、第二主电极131、第一分支电极121和第二分支电极122为丝印银浆。

在本实施例中，至少一条第一分支电极121和至少一条第二分支电极122设置在每个电加热部123上。每个电加热部123中，第一分支电极121与相邻的第二分支电极122之间的间距设为第一间距125。每个电加热部123中的第一间距125的值相同；至少两个电加热部123对应的第一间距125的值不同。需要说明的是，这里的“至少两个”指的是两个及以上的电加热部123。

需要说明的是，这样的设置方式是通过控制不同电加热部123的电阻不同，从而控制其发热功率不同，发热的温度也就不同。进一步地，可以设置所有电加热部123的发热功率均不同，也可以设置部分电加热部123的发热功率均不同。

具体地，在本实施例中，如图1所示，三个电加热部123同时加热，而且三个电加热部123的温度不同。具体是这样实现的：通电后，每个电加热部123的电压相同，三个电加热部123对应的第一间距125的值不同，根据电阻值与截面积成反比，可知其电阻值也就不相同；根据相同电压下，功率与电阻成反比，可知，三个电加热部123的发热功率也就不同，产生的热量不同，温度也就不同。本实施例中，通过每条第一分支电极121和相邻的第二分支电极122之间部分发热，即面发热。相比于线发热，面发热具有升温速率更快、温度分布更加均匀等优点。

在本实施例中是通过第一分支电极121和第二分支电极122的第一间距125的值的大小来调整电加热部123的发热功率，第一间距125的值越大，发热功率越小。换句话说，将两个电加热部123对应的第一间距125值设置成不同，即可以使这两个电加热部123的发热功率不同。

请参阅图2，本实施还提供了一种加热膜200。加热膜200从上至下依次包括：第一保护层210、加热层100和第二保护层220。第一保护层210和第二保护层220为耐高温耐磨损的绝缘膜，加热层100的结构不作具体限制。绝缘膜的选材不做具体限制。

综上所述：本实施例提供的这种加热层100具有针对性分区发热的特点，能够很好地解决热量富集的问题；加热层100还采用了面发热方式，相比于线加热方式，这种方式加热速率更快、效率更高。本实施例提供的加热膜200，能够在遵循散热规律的前提下，实现对受热体分区性针对性加热，从而使受热体本身的温度达到很好的均匀性。

实施例2，请参阅图4所示，

本实施例所提供的加热层400，其实现原理及产生的技术效果和实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。

通过上述设计得到的加热层已基本能解决针对性分区发热的问题，但本着进一步完善其功能的宗旨，设计者对该加热层进行了进一步的改良。

请参阅图4，如图所示，加热层400包括第一电极410、第二电极411和电加热层420。第一电极410和第二电极411分别与电加热层420电连接。

电加热层420包括多个独立的电加热部423。多个电加热部423之间彼此串联。各个电加热部323之间呈地图式排列。

每个电加热部423均设置有用于改变自身电阻的电阻改变结构424。电阻改变结构424的设置方式和设置位置不做具体限制，在本实施例中，电阻改变结构424为间隔形成于所述电加热层420的分割缺口(图中未标注)。

分割缺口将每个电加热部423分割成多条并列的电加热带422，电加热带422之间电连接。电加热带422的电连接方式不做具体限制，在本实施例中，每条电加热带422设置有相对的第一端(图中未标注)和第二端(图中未标注)，每个第一端与一个相邻的第一端电连接，每个第二端与一个相邻的第二端电连接，这样一来，多条电加热带422依次电连接形成串联。

第一电极410与第二电极411分别与两条电加热带422电连接。多个电加热部423之间彼此串联的方式不限于此。只要是能够实现多个电加热部423之间彼此串联的方式均应包括在本实施例中。

在每个电加热部423中，电加热带422的宽度相同且设置为第二宽度(图中未标注)；至少有两个电加热部423对应的第二宽度不同。需要说明的是，这里的“至少两个”指的是两个及以上的电加热部423。

需要说明的是，这样的设置方式是通过控制不同电加热部423的电阻不同，从而控制其发热功率不同，发热的温度也就不同。进一步地，可以设置所有电加热部423的发热功率均不同，也可以设置部分电加热部423的发热功率均不同。

具体地，在本实施例中，如图4所示，三个电加热部423同时加热，而且三个电加热部423的温度不同。具体是这样实现的：通电后，每个电加热部423的电流相同，三个电加热部423对应的第二宽度和长度均不相同，可知其电阻值也就不相同；根据相同电流下，功率与电阻成正比，可知，三个电加热部423的发热功率也就不同，产生的热量不同，温度也就不同。本实施例中，采用的加热方式为面发热。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本声明的精神和原则之内。