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Erschienen in: Journal of Electronic Materials 6/2021

11.04.2021 | Topical Collection: Carbon-Based Materials for Energy Storage

A Low-Cost and High-Efficiency Electrothermal Composite Film Composed of Hybrid Conductivity Fillers and Polymer Blends Matrix for High-Performance Plate Heater

verfasst von: Yang Xia, Peng Cai, Yaning Liu, Jing Zhu, Rui Guo, Wenkui Zhang, Yongping Gan, Hui Huang, Jun Zhang, Chu Liang, Xinping He, Zhen Xiao

Erschienen in: Journal of Electronic Materials | Ausgabe 6/2021

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Abstract

Owing to easy processability, ultralight weight, and low cost, carbon- and polymer-based composite materials are among emerging and promising electrothermal materials for high-performance flexible electric heaters. In this work, a sandwich-like structured electrothermal film composed of hybrid conductive fillers [Super-P (SP) and graphite], polymer blends matrix [thermoplastic polyurethane (TPU) and polyethersulfone (PES)], and alumina oxide (Al2O3) as a non-conductive filler has been fabricated by a facile slurry coating method. Hybrid conductive fillers of graphite and SP particles have a uniform spatial distribution in a TPU/PES polymer matrix, which construct a highly stable and continuous conductive network with a low percolation threshold of conductive filler content (14.8 wt.%) that allows electrothermal films to operate at a low applied dc voltage. As for the electrothermal film with 15 wt.% hybrid conductive fillers (SP/G-15 sample), it exhibits a superior response feature, high electrothermal conversion efficiency, stable structural stability and remarkable electrothermal reproducibility. More impressively, SP/G-15 composite electrothermal film as an integrated electric heater for heating water demonstrates a high potential in practical application scenarios.

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Metadaten
Titel
A Low-Cost and High-Efficiency Electrothermal Composite Film Composed of Hybrid Conductivity Fillers and Polymer Blends Matrix for High-Performance Plate Heater
verfasst von
Yang Xia
Peng Cai
Yaning Liu
Jing Zhu
Rui Guo
Wenkui Zhang
Yongping Gan
Hui Huang
Jun Zhang
Chu Liang
Xinping He
Zhen Xiao
Publikationsdatum
11.04.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Materials / Ausgabe 6/2021
Print ISSN: 0361-5235
Elektronische ISSN: 1543-186X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11664-021-08873-0

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