[发明专利]一种石墨烯电热材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯电热材料，属于电发热材料领域。本发明提供的石墨烯电热材料包括石墨烯加热膜，石墨烯具有优异的导电导热性能、轻便、柔韧性好、不易氧化，利用石墨烯加热膜相当于一个纯电阻加热膜，等同于一个均热器，同时具有极好的散热性能，可以实现更高的发热效率，更均匀的温度分布，兼具轻薄，柔韧性好、耐老化的优点，适用于低温高精度控温场景。实验结果表明，本发明提供的石墨烯电热材料接通AC220V电源后在20℃空气中的升温速度高于0.78℃/s，同时具有非常优异的温度均匀性，膜面各个位置的温度标准差低于0.86℃。

技术领域

本发明涉及电发热材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯电热材料及其制 备方法。

背景技术

随着科技的发展，很多电子元器件对环境工作温度的管理提出了更高 的要求，传统的电阻丝加热方法存在电加热效率低，温度极不均匀，电阻丝 长时间使用易氧化等缺点，已经不能满足某些对于温度管理越来越严格使用 场景的需要，为了提高温度的均匀性，电加热膜逐渐出现。

如广泛使用的锂电池，其正常工作温度必须在0～45℃以内，温度过低， 锂电池的充放电效率会大大降低，而锂电池不仅需要适宜的工作环境温度， 还需要很好的温度均匀性，为了维持适宜的工作环境温度，厂家通常会在锂 电池模组中安装市场上较为成熟的PI加热膜产品或PTC加热板产品，但是从 使用效果来看，它们各自存在一定的缺点，PI加热膜产品通电时锂电池受热 后表面不同区域的温度会有明显的差异，PTC加热板产品由于使用铝制外壳 可在一定程度上提高温度均匀性，但厚度厚，质量重，成本高，不能满足设 备多样化轻便及低成本的需求。要使锂电池受热后的温度更加均匀，首先要 解决加热膜的温度均匀性，加热膜发热温度不均匀时，锂电池受热后表面的 热传导差异会放大这种缺陷，因此提高加热膜的温度均匀性是加热膜类产品 性能提升的重要方向。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种石墨烯电热材料及其制备方法。本 发明提供的石墨烯电热材料具有极好的温度均匀性，适用于低温高精度控温 场景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种石墨烯电热材料，包括依次设置的成膜基材、石墨烯加热膜、导电 电极对和保护膜，所述保护膜与石墨烯加热膜部分接触。

优选地，所述石墨烯加热膜由包括柔性树脂、有机溶剂、助剂和少层石 墨烯的原料制备得到。

优选地，所述少层石墨烯的粒径为10～50μm，所述少层石墨烯的层数 为2～30层。

优选地，所述柔性树脂、有机溶剂、助剂和少层石墨烯的质量比为 10～35∶20～70∶0.1～5∶0.1～10。

优选地，所述柔性树脂包括高分子量柔性树脂和低分子量柔性树脂，所 述高分子量柔性树脂的数均分子量为30000～40000，所述低分子量柔性树 脂的数均分子量为10000～20000。

优选地，所述高分子量柔性树脂和低分子量柔性树脂的质量比为 4∶1～1∶1。

优选地，所述成膜基材和保护膜独立地为PI膜、PET膜、PVC膜、PP 膜、PC膜、PS膜或PE膜。

本发明还提供了上述技术方案所述石墨烯电热材料的制备方法，包括以 下步骤：

(1)在成膜基材表面涂覆石墨烯浆料，烘干后得到石墨烯加热膜；

(2)在所述步骤(1)得到的石墨烯加热膜表面涂覆导电电极浆料，固 化成型得到导电电极对；

(3)在所述步骤(2)得到的导电电极对表面和导电电极对之间的石墨烯 加热膜表面覆盖保护膜，得到石墨烯电热材料。

优选地，所述步骤(2)中固化成型的温度为100～200℃，固化成型的时 间为30～60min。