ГИБКАЯ ЭЛЕКТРОХРОМНАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к прикладной электрохимии и может быть использована в устройствах с электрически управляемой величиной светопропускания, например, в светоотражающих конструкциях архитектурных сооружений и в транспортных средствах для регулирования светового потока, поступающего в помещение или салон.
Известна «ЭЛЕКТРОХРОМНАЯ ЯЧЕЙКА», см. патент Германии №19802339 от 23.01. 1998 г., состоящая из двух прозрачных расположенных параллельно и на расстоянии одна от другой пластин, несущих на обращенных внутрь сторонах плоские электроды с наружными выводами. Пластины соединены между собой клейкой уплотняющей прокладкой, расположенной по краю пластин между ними, оставляя свободной узкую краевую зону. Полость между пластинами заполнена электрохромной средой.
Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.
Недостатками устройства являются: нестабильность работы при пониженных температурах и неравномерность окрашивания панели из-за непостоянства потенциала по поверхности панели.
Достигаемым техническим результатом полезной модели является создание гибкой, тонкой, легкой электрохромной панели с высокой надежностью и высоким качеством работы, в том числе и при пониженных температурах.
Для достижения технического результата в гибкой электрохромной панели, содержащей, по крайней мере, одну электрохромную ячейку, состоящую из двух гибких полимерных светопрозрачных пленок с нанесенным на них электропроводящим покрытием, установленных между собой с образованием полости, заполненной электрохромной средой, новым является то, что между гибкими полимерными светопрозрачными пленками размещен электропроводник в виде утковой угольной нити, а электрохромная ячейка герметизирована по торцевому периметру термопластичным герметиком с твердостью по Шору А не более 30-40, при этом по периметру наружных сторон гибких полимерных светопрозрачных пленок электрохромной ячейки расположены токопроводящие шины, соединенные с положительным и отрицательным электродом соответственно.
На фигурах 1 и 2 представлена конструкция заявляемого устройства. Устройство содержит электрохромную ячейку 1, состоящую из двух гибких полимерных светопрозрачных пленок 2,3 с нанесенным на них электропроводящим покрытием 4, установленных между собой с образованием полости 5, заполненной электрохромной средой 6. Между гибкими полимерными светопрозрачными пленками 2,3 размещен электропроводник 7 в виде утковой угольной нити, а электрохромная ячейка герметизирована по торцевому периметру термопластичным герметиком 8 с твердостью по Шору А не более 30-40, при этом по периметру наружных сторон гибких полимерных светопрозрачных пленок 2,3 электрохромной ячейки 1 расположены токопроводящие шины 9,10 соединенные с положительным 11 и отрицательным 12 электродом соответственно.
Устройство работает следующим образом.
Сущность работы любого электрохромного устройства, а именно гибкой электрохромной панели состоит в обратимом протекании реакции окислении-восстановлении компонентов электрохромного состава при протекании через него электрического тока. Надежность и качество работы такого устройства, наряду с конкретным составом, определяются конструкцией подводящих шин и распределением потенциала по поверхности прозрачного электрода.
В случае использования в качестве электродов полимерной ПЭТФ пленки с электропроводящим покрытием известные способы передачи потенциала на поверхность электрода становятся не эффективными. Напыление металлического слоя по периметру электрода серьезно осложняет процесс изготовления в случае различных типоразмеров панели. Кроме того, разность КЛТР металла и электропроводящего покрытия приводит к ухудшению контакта в случае воздействия перепадов температур. Контакты самоклеющейся фольги имеют высокое переходное сопротивление. Подвод потенциала с помощью гибкого многожильного провода требует сильного сдавливания поверхности электрода и провода, что приводит к деформации пленки и разрушению электропроводящего слоя.
В заявляемой полезной модели данная проблема решена тем, что между гибкими полимерными светопрозрачными пленками размещен электропроводник в виде утковой угольной нити, которую укладывают «змейкой». Моноволокна угольной нити обеспечивают «мягкий» контакт большой площади между подводящей шиной и поверхностью электрода.
Равномерность окрашивания панели определяется постоянством потенциала по поверхности панели. В случае высокого поверхностного сопротивления материала электрода, из-за падения потенциала от точки подвода напряжения (периметр устройства) до центра панели, окрашивание области вблизи от питающей шины происходит существенно быстрее, чем в центре («эффект схлопывания»).
Для предотвращения этого эффекта в предлагаемой полезной модели вдоль одной из сторон (наибольший эффект достигается в случае наиболее длиной стороны) укладывается ряд дополнительных промежуточных шин с расстоянием между ними 150-200 мм. При этом шины соединяются между собой проводником, не касающимся поверхности электрода по другой (короткой)стороне.
В отличие от случая, когда промежуточные шины находятся в контакте с питающей шиной проложенной по периметру, предложенное соединение шин обеспечивает практически равный потенциал вдоль промежуточных шин, что приводит к более равномерному окрашиванию. Неожиданным положительным эффектом предложенного решения, является уменьшение сопротивления между точками подвода питающего напряжения и как следствие уменьшение времени срабатывания в 2-2.5 раза.
Были изготовлены гибкие электрохромные панели размером 150х150 мм. Между гибкими полимерными светопрозрачными пленками была проложена утковая нить углеродной ткани УВИС-Т15Р в виде «змейки» с периодом 20-25 мм. Края «змейки» не должны выходить за границы 0,5 мм.
Шины питания проведены по периметру контура герметизации многогожильным медным неизолированным гибким проводом. После обхода контура по периметру конец шины должен выходить за пределы длинной стороны контура на 80-100 мм.
Изменение времени и равномерности окрашивания образцов при циклическом воздействии перепада температур.
№образца
Время окрашивания до испытаний с
Время окрашивания после испытаний с
Равномерность окрашивания
1
45
185
неравномерно
2
82
115
равномерно
3
90
Не окрашивается
4
45
52
равномерно