电能发热纤维,是一类利用电流热效应发热的功能性纤维材料,其发热功能基于导电材料通电后将电能转化为热能来实现。电能发热纤维的电热转换效率高、易于实现,但需要外接电源,例如配置电池,造成使用便捷性下降,且服装舒适性有限。
根据导电发热材料的不同,电能发热纤维可大致分为以下三类:金属基导电发热纤维,以金属合金纤维作为导电发热体,导电性好、耐高温,但使用条件较为严格;碳基导电发热纤维,以碳纤维、碳纳米管、石墨烯等碳材料为导电发热体;聚合物基导电发热纤维,以导电聚合物或者聚合物/碳复合材料为导电发热体,具有优良加工性和稳定性。
电能发热纤维主要应用于电加热服装、电热床单、电热地毯、医疗保健服装、车辆加热垫、智能可穿戴设备及工业加热等领域。在电加热服装领域,电能发热纤维织成的电热衣通过随身携带的可充电电池供电,在寒冷环境中持续提供热量。在智能可穿戴设备领域,碳纳米管基柔性电热元件为解决传统电加热保暖服装柔韧性、舒适性差的问题提供了新方案。
电能发热纤维的制备技术主要包括共混纺丝法、熔融纺丝法、湿法纺丝法、复合纺丝法等路径。东华大学与国家体育总局体育科学研究所、愉悦家纺合作,利用湿法纺丝、超声浸渍与连续毛细涂覆工艺,在单一纤维中同步实现焦耳加热与温度监测功能,该纤维在1V低压下即可加热,通过调节工作电压(0~3V)可实现27.5℃至127.5℃范围内的精准温度调控,该研究成果发表于《Advanced Fiber Materials》期刊。
从专利来看,2025年1月,元然(苏州)新能源科技有限公司于公开“一种矿物发热棉线及其应用”专利;2026年2月,北京石墨烯研究院等公开“一种石墨烯纤维电热组件及其制备方法与应用”专利;2026年2月,西南石油大学公开“具有高效电发热能力的纤维增强复合材料的制备方法”专利。新思界
行业分析人士表示,我国电能发热纤维生产企业有湖南惠同新材料股份有限公司、河南景源新材料有限公司、山东闻道科技有限公司等。
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