[发明专利]薄膜能量织物

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及薄的、柔韧的材料，并且更特别地，涉及具有整体地与之形成的电能储存和释放能力的柔韧织物。

相关技术描述

目前存在以光或热形式结合能量释放并且通过某些外部的、刚能(rigid power)资源供能的材料。

例如，Coler等，美国专利No.3,023,259，描述一种柔软的电池，在一个实施方案中，其被设计成在他们的衣服下面环绕人，以致机体热量可以用来将电化学温度保持在优选的温度范围之内。所述柔软的电池包含整合金属丝网的柔软的电极，所述金属丝网选自不与电化学系统的成分反应的金属。提供一种包被组合物，其包含活性电极物质、导电粒子和合成树脂粘合剂。Coler等教导使用热量将所述柔软的电池保持在优选的工作温度范围之内。

Armbruster，美国专利No.3,535,494，举例说明金属箔材料的应用，所述金属箔是柔软的，并且包含一层塑料材料和基本上均一地分布在塑料材料层中的导电物质的小颗粒。低的电压供应提供以基本上垂直相对的面的方向流经薄片材料的电流，并且其中薄片材料和其金属箔夹在一对塑料薄片之间，以形成后面柔韧的加热部件。

Romaniec，美国专利No.3,627,988，描述电加热元件，其使用传导的梳理的纤维碳网，柔软的电极和松散织成的织物的支持层位于其上并且与所述网的每个面连成整体。

Lehovec等，美国专利No.4,470,263，题目为″Peltier-Cooled Garment(冷却的衣服)″，其附着在衣服上，并且具有朝向使用者的皮肤的冷却板。通过冷却板收集的热量通过散热片分散。

Triplett等，美国专利No.4,700,054，描述由从至少一个电极和高阻抗物质制备的织物制成的电装置，并且包含导电性聚合物。所述阻抗物质的正温度系数具有这样的电阻系数：在大于14℃的温度范围内以至少2.5的因数而增加，或者在大于100℃温度范围内以至少10的因数而增加，并且优选两者。

Nagatsuka等，美国专利No.5,242,768，涉及一种用于电池内部的三维纺织织物。所述织物材料本身不是电池，并且不能储存电能。它设计成用于包含一个电极的海水电池中。

Schneider等，美国专利No.5,269,368，涉及一种可再充电的温度调控装置，用于控制饮料或使用装在具有内室的软套中的液体的其它物体的温度。套在冰箱中再充电，或者在微波炉中加热，这取决于要执行的功能。

Jones，美国专利No.6,049,062，描述一种穿着在个体的身体上具有温度控制的加热衣服。热衣服包括内部衬里，加热元件安装在衣服的内部衬里中。所述加热元件放置在衣服的大部分区域内，并且至少一种柔软的可再充电电池放置在所述热衣服的内部衬里内。在所述热衣服外层中并且与加热元件交流的自动调温器调节温度。

Aisenbray，美国公布No.2004/0188418，公开由基于导电载荷树脂的材料制备的低成本加热装置。提供微米导线，优选地镀镍碳纤维、不锈钢纤维、铜纤维、银纤维等。基于导电载荷树脂的加热装置可以使用诸如注射成型法、压模法或挤压法的方法制备。形成加热装置的基于导电载荷树脂的材料还可以是可以容易地切割成理想形状的薄软的纺织织物。

Knoerzer，美国专利No.6637906，公开一种柔软的电致发光(EL)薄膜，其将电池直接整合到薄膜层结构，并且用于发光产品的包装。Knoerzer描述的EL薄膜或薄膜电致发光(TFELs)是无机的，并且由磷颗粒组成，当通过电流供电时，所述磷颗粒发光。Knoerzer描述一种将来自电池的DC电流转化成用于点亮EL薄膜的AC电流的变换器。由于引入有机发光聚合物(LEPs)和有机发光二极管(OLEDs)，其为有机聚合物，而不是磷薄膜，所以不需要变换器系统，其很难整合到完全柔软的系统中。有机聚合物的制备与无机EL薄膜相比，还表现出一些加工优点。

然而，目前还没有工程师或设计者可用的单一织物，所述织物具有直接与之整合的电能储存部分(aspect)，并且仍然是薄的、柔软的，并且可以如常规织物一样容易地制成产品。因此，当前需要这样的织物，其还具有现代工程织物的所有标准特征，诸如不透水性、透气、湿气芯吸性(moisture wickability)、拉伸、颜色和质地选择。到目前为止，还没有出现具有所有这些特征的织物。

发明概述