一种半导体制冷制热组件石墨烯材料制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体制冷制热组件石墨烯材料，所述石墨烯材料主要成份按照重量百分比分别为：18‑23份石墨烯、5‑10份聚丙烯腈纤维、3‑6份三乙烯四胺，100‑160份溶剂、1‑5份稀土氧化物、0.5‑1份碳化钛、1‑2份高岭土、0.5‑1.5份蒙脱土、0.2‑0.4份蛭石、0.2‑0.4份云母、0.2‑0.4份水镁石、0.2‑0.4份拟薄水铝石。本发明专利技术的石墨烯半导体制冷制热组件，解决了原有N型半导体和P型半导体材料电子流动速度慢，传导效率低下的问题，本发明专利技术的石墨烯半导体制冷制热组件加大了电子流动，提高半导体制冷制热片的热冷端温度差至150℃，在通电3S后所述冷端的温度可达至‑50℃，所述热端的温度可达100℃，大大提高了制冷制热的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制冷制热
，具体涉及一种半导体制冷制热组件石墨烯材料。
技术介绍
半导体制冷片通上直流电以后，其冷端从周围吸收热量，可用于制冷；其热端释放热量至周围环境中，可用于制热。半导体制冷系统无机械转动，所以无噪音、无磨损、运行可靠、维护方便；通过改变电流方向达到冷却和加热的不同目的。与传统的蒸汽压缩式、蒸汽喷射式和吸收式制冷技术相比，半导体制冷具有以下特点：不使用制冷剂、不污染环境、体积小、重量轻、结构简单、容易操作；冷却速度快，而且便于通过工作电流大小实现可控调节；可只冷却某一专门元件或指定空间；可在失重或超重等极端环境下运行。但是和常规制冷相比，半导体制冷还存在制冷系数低、制冷温差小等不足，这在很大程度上影响了其商业化推广。现有的冷端和热端之间的N型半导体和P型半导体材料电子流动速度慢，传导效率低下。现有技术主要使用导电石墨、乙炔黑和碳纳米管作为导电剂，乙炔黑是由呈球形的无定形碳颗粒组成的链状物，是目前使用最为广泛的导电剂，价格低廉，但为了达到增强电极活性物质间相互接触的目的，所需要的添加量较大，从而造成电极容量的下降；碳纳米管是呈线型的一维碳质材料，与乙炔黑相比，碳纳米管具有更佳的导电性能且添加量少，但目前碳纳米管的价格昂贵，且作为导电剂使用时存在分散困难的缺点。
技术实现思路
本专利技术创新的提供一种半导体制冷制热组件石墨烯材料。本专利技术所采用的技术方案是：一种半导体制冷制热组件石墨烯材料，所述石墨烯材料主要成份按照重量百分比分别为：18-23份石墨烯、5-10份聚丙烯腈纤维、3-6份三乙烯四胺，100-160份溶剂、1-5份稀土氧化物、0.5-1份碳化钛、1-2份高岭土、0.5-1.5份蒙脱土、0.2-0.4份蛭石、0.2-0.4份云母、0.2-0.4份水镁石、0.2-0.4份拟薄水铝石。所述石墨烯材料的制备方法包括以下步骤：1)将石墨烯、聚丙烯腈纤维、高岭土、蒙脱土、蛭石、云母、水镁石、拟薄水铝石与一半的溶剂混合，50-65KHz超声分散10-25min，得到预混液A；2)将三乙烯四胺、稀土氧化物与剩下的溶剂混合，在30-45℃下搅拌30-60min，得到预混液B；3)将步骤1)得到的预混液A与步骤2)得到的预混液B搅拌混合并加入碳化钛，同时施加强度为4650-4800GS的磁场，待碳化钛完全加入后，将磁场强度提高至5000-5250GS，并搅拌15-20min，然后在超声波条件下超声分散30-45min得到石墨烯导电剂。选用聚丙烯腈纤维与三乙烯四胺则是为了提高石墨烯在溶剂中的分散均匀性，解决石墨烯部分分散困难的问题；稀土氧化物的选用可以使得石墨烯在磁场的作用下使其更易分散，与聚丙烯腈纤维与三乙烯四胺产生协同分散作用，而石墨烯分散均匀可以使得石墨烯导电剂既发挥高的电子导电性的优势提高离子的传输速率，又可以发挥巨大的比表面积优势提高反应过程中活性材料的吸液保液能力及其锂离子的传输能力。碳化钛的加入主要是为了提高电池的稳定性，从而提高电池的安全性能。作为优选，所述石墨烯材料主要成份按照重量百分比分别为：20份石墨烯、6份聚丙烯腈纤维、5份三乙烯四胺，150份溶剂、3份稀土氧化物、0.6份碳化钛、1份高岭土、1份蒙脱土、0.3份蛭石、0.3份云母、0.3份水镁石、0.3份拟薄水铝石。作为优选，所述溶剂为水、乙醇、丁内酯、N，N-二乙基乙醇胺、丙酮中的一种或几种混合。作为优选，所述稀土氧化物为氧化铽或氧化钆。本专利技术的有益效果为：本专利技术的石墨烯半导体制冷制热组件，解决了原有N型半导体和P型半导体材料电子流动速度慢，传导效率低下的问题，本专利技术的石墨烯半导体制冷制热组件加大了电子流动，提高半导体制冷制热片的热冷端温度差至150℃，在通电3S后所述冷端的温度可达至-50℃，所述热端的温度可达100℃，大大提高了制冷制热的能力。具体实施方式为了便于本
技术实现思路
的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步说明，以下实施例仅为本专利技术的一部分实施例。实施例1按照重量百分比分别取：20份石墨烯、6份聚丙烯腈纤维、5份三乙烯四胺，150份溶剂、3份稀土氧化物、0.6份碳化钛、1份高岭土、1份蒙脱土、0.3份蛭石、0.3份云母、0.3份水镁石、0.3份拟薄水铝石。其中溶剂为水、乙醇、丁内酯、N，N-二乙基乙醇胺、丙酮中的一种或几种混合；稀土氧化物为氧化铽或氧化钆。制作步骤如下：1)将石墨烯、聚丙烯腈纤维、高岭土、蒙脱土、蛭石、云母、水镁石、拟薄水铝石与一半的溶剂混合，50-65KHz超声分散10-25min，得到预混液A；2)将三乙烯四胺、稀土氧化物与剩下的溶剂混合，在30-45℃下搅拌30-60min，得到预混液B；3)将步骤1)得到的预混液A与步骤2)得到的预混液B搅拌混合并加入碳化钛，同时施加强度为4650-4800GS的磁场，待碳化钛完全加入后，将磁场强度提高至5000-5250GS，并搅拌15-20min，然后在超声波条件下超声分散30-45min得到石墨烯导电剂。实施例2按照重量百分比分别取：20份石墨烯、5份聚丙烯腈纤维、5份三乙烯四胺，120份溶剂、4份稀土氧化物、1份碳化钛、0.5份高岭土、0.5份蒙脱土、0.2份蛭石、0.2份云母、0.4份水镁石、0.4份拟薄水铝石。其中溶剂为水、乙醇、丁内酯、N，N-二乙基乙醇胺、丙酮中的一种或几种混合；稀土氧化物为氧化铽或氧化钆。制作步骤如下：1)将石墨烯、聚丙烯腈纤维、高岭土、蒙脱土、蛭石、云母、水镁石、拟薄水铝石与一半的溶剂混合，50-65KHz超声分散10-25min，得到预混液A；2)将三乙烯四胺、稀土氧化物与剩下的溶剂混合，在30-45℃下搅拌30-60min，得到预混液B；3)将步骤1)得到的预混液A与步骤2)得到的预混液B搅拌混合并加入碳化钛，同时施加强度为4650-4800GS的磁场，待碳化钛完全加入后，将磁场强度提高至5000-5250GS，并搅拌15-20min，然后在超声波条件下超声分散30-45min得到石墨烯导电剂。以上内容仅仅是对本专利技术所作的举例和说明，所属本
的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离专利技术的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体制冷制热组件石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料主要成份按照重量百分比分别为：18‑23份石墨烯、5‑10份聚丙烯腈纤维、3‑6份三乙烯四胺，100‑160份溶剂、1‑5份稀土氧化物、0.5‑1份碳化钛、1‑2份高岭土、0.5‑1.5份蒙脱土、0.2‑0.4份蛭石、0.2‑0.4份云母、0.2‑0.4份水镁石、0.2‑0.4份拟薄水铝石。

【技术特征摘要】
1.一种半导体制冷制热组件石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料主
要成份按照重量百分比分别为：18-23份石墨烯、5-10份聚丙烯腈纤维、3-6份
三乙烯四胺，100-160份溶剂、1-5份稀土氧化物、0.5-1份碳化钛、1-2份高
岭土、0.5-1.5份蒙脱土、0.2-0.4份蛭石、0.2-0.4份云母、0.2-0.4份水
镁石、0.2-0.4份拟薄水铝石。
2.根据权利要求1所述的一种半导体制冷制热组件石墨烯材料，其特征在
于，所述石墨烯材料主要成份按照重量百分比分别为：20份石墨烯、6份聚丙
烯腈纤维、5份三乙烯四胺，150份溶剂、3份稀土氧化物、0.6份碳化钛、1
份高岭土、1份蒙脱土、0.3份蛭石、0.3份云母、0.3份水镁石、0.3份拟薄水
铝石。
3.根据权利要求1所述的一种半导体制冷制热组件石墨烯材料，其特征在
于，所述溶剂为水、乙醇、丁内酯、N，N-二乙基乙醇胺、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成美，王克俭，韩会忠，房伟，
申请(专利权)人：苏州常合新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32