[发明专利]柔性热电装置

说明书

提供了在其热侧上包括柔性热管理层的柔性热电装置及其制造和使用方法。柔性热管理层包括集水材料，该集水材料被构造成能够吸附水或水分并且通过所吸附的水或水分的蒸发来散热。在一些情况下，集水材料包括超吸附聚合物(SAP)材料和金属有机骨架(MOF)材料的混合物。

技术领域

本公开涉及在其热侧上包括柔性热管理层的柔性热电装置及其制造和使用方法。

背景技术

热电装置已广泛用于加热或冷却。散热器(例如，陶瓷或金属板)用于管理热电装置的热侧上的热。

发明内容

本公开提供在其热侧上包括柔性热管理层的柔性热电装置及其制造和使用方法。

在一个方面，本公开描述了一种热电装置，该热电装置包括具有相反的第一侧和第二侧的柔性基底，以及由柔性基底支撑的多个热电元件。多个热电元件通过第一侧上的第一组电极和第二侧上的第二组电极电连接。一种或多种集水材料设置在第一侧上以吸附水或水分并通过蒸发散热。

在另一方面，本公开描述了一种热电冷却器(TEC)。TEC包括热电装置，该热电装置包括具有相反的第一侧和第二侧的柔性基底，以及由柔性基底支撑的多个热电元件。多个热电元件通过第一侧上的第一组电极和第二侧上的第二组电极电连接。一种或多种集水材料设置在第一侧上以吸附水或水分并通过蒸发散热。TEC还包括作为冷板设置在第二侧上的柔性金属膜。

在另一方面，本公开描述了一种防护头盔，该防护头盔包括头盔主体，该头盔主体包括外壳和内壳。热电冷却器(TEC)设置在头盔主体的外壳和内壳之间。TEC包括热电装置，该热电装置包括具有相反的第一侧和第二侧的柔性基底，以及由柔性基底支撑的多个热电元件。多个热电元件通过第一侧上的第一组电极和第二侧上的第二组电极电连接。一种或多种集水材料设置在第一侧上以吸附水或水分并通过蒸发散热。TEC还包括作为冷板设置在第二侧上的柔性金属膜。冷板与内壳相邻。

在另一方面，本公开描述了一种空气呼吸器系统，该空气呼吸器系统包括头部护具、包括进气口和出气口的空气箱、将空气箱的出气口流体地连接到头部护具的呼吸管道，以及被定位成冷却进入头部护具的空气流的热电冷却器(TEC)。TEC包括热电装置，该热电装置包括具有相反的第一侧和第二侧的柔性基底，以及由柔性基底支撑的多个热电元件。多个热电元件通过第一侧上的第一组电极和第二侧上的第二组电极电连接。一种或多种集水材料设置在第一侧上以吸附水或水分并通过蒸发散热。TEC还包括作为冷板设置在第二侧上的柔性金属膜。冷板被定位成与内壳相邻。

在另一方面，本公开描述了一种制造热电装置的方法。该方法包括提供具有相反的第一侧和第二侧的柔性基底，以及提供由柔性基底支撑的多个热电元件。多个热电元件通过第一侧上的第一组电极和第二侧上的第二组电极电连接。该方法还包括将一种或多种集水材料设置在第一侧上，所述一种或多种集水材料被构造成能够吸附水或水分并且通过所吸附的水或水分的蒸发来散热。

在本公开的示例性实施方案中获取各种意料不到的结果和优点。本公开的示例性实施方案的一个此类优点是，其消除了使用刚性散热器(例如，金属板)散发在柔性热电装置的热侧上的热的必要性。相反，将柔性热管理层施加到柔性热电电路的热侧上，这导致高性价比、体积高效且易于操作的柔性热电装置(例如，热电冷却器)。

已总结本公开的示例性实施方案的各种方面和优点。上面的发明内容并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施方案的每个例示的实施方案或每种实施方式。下面的附图和具体实施方式更具体地举例说明了使用本文所公开的原理的某些优选实施方案。

附图说明

结合附图考虑本公开的各种实施方案的以下详细描述可更全面地理解本公开，其中：

图1A示出根据一个实施方案的柔性热电装置的示意性剖视图。

图1B示出根据一个实施方案的包括热界面材料(TIM)的图1A的柔性热电装置的示意性剖视图。