[實(shí)用新型]一種使用二維層狀材料制備的電纜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721696930.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207503671U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李廷帥;黃蹬峰;楊鳴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都艾歐新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01B7/00
• 分類(lèi)號(hào): H01B7/00;H01B7/28;H01B7/42
• 代理公司: 成都路航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51256
• 代理人: 李凌

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種使用二維層狀材料制備的電纜，包括石墨烯纖維、石墨烯散熱膜層、絕緣層和氧化石墨烯層，石墨烯纖維絞繞或是捆扎成石墨烯纖維束，所述石墨烯纖維束外面包裹一層石墨烯散熱膜層，所述石墨烯散熱膜層外面包覆一層絕緣層，所述絕緣層外面包覆一層氧化石墨烯層。石墨烯纖維具有優(yōu)異的柔韌性和導(dǎo)電性能，電導(dǎo)率高于鋁和銅；具有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠防止氧化和在過(guò)熱的環(huán)境中與橡膠發(fā)生反應(yīng)降低導(dǎo)電性能；石墨烯纖維具有力學(xué)性能良好、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種使用二維層狀材料制備的電纜。

背景技術(shù)

石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯常見(jiàn)的粉體生產(chǎn)的方法為機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法(CVD)。由于其十分良好的強(qiáng)度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，在物理學(xué)、材料學(xué)、電子信息、計(jì)算機(jī)、航空航天等領(lǐng)域都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

納米級(jí)的氧化石墨烯片可以紡制成長(zhǎng)達(dá)數(shù)米的宏觀石墨烯纖維。所制備的纖維不但強(qiáng)度高，而且韌性好，石墨烯纖維良好的柔韌性和導(dǎo)電性為其在可伸展導(dǎo)電體方面提供了應(yīng)用前景。這種纖維可能是實(shí)現(xiàn)石墨烯在現(xiàn)實(shí)器件(例如柔性電池和太陽(yáng)能電池)應(yīng)用的關(guān)鍵材料。石墨烯纖維是使用濕法紡絲的工業(yè)方法將氧化石墨烯(一種易溶解的石墨烯衍生物)的水溶液紡制成長(zhǎng)達(dá)數(shù)米的纖維。然后，采用化學(xué)還原的方法將其處理，得到了石墨烯長(zhǎng)纖維。

當(dāng)前電纜中的導(dǎo)體通常是銅等金屬，導(dǎo)電性能弱于石墨烯，重量重，且熱穩(wěn)定性差易于橡膠等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。最外層護(hù)套通常由橡膠制成，耐腐蝕性差容易老化。因此亟需一種性能更優(yōu)的新的電纜來(lái)替代。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種使用二維層狀材料制備的電纜。

本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種使用二維層狀材料制備的電纜，包括石墨烯纖維、石墨烯散熱膜層、絕緣層和氧化石墨烯層，石墨烯纖維絞繞或是捆扎成石墨烯纖維束，所述石墨烯纖維束外面包裹一層石墨烯散熱膜層，所述石墨烯散熱膜層外面包覆一層絕緣層，所述絕緣層外面包覆一層氧化石墨烯層。

優(yōu)選方案，所述的石墨烯纖維是由功能化石墨烯納米片的液晶原液經(jīng)濕法紡絲一維有序組裝而成。

優(yōu)選方案，所述石墨烯纖維的直徑為2-50μm。

優(yōu)選方案，所述石墨烯散熱膜層厚度為25-150μm。

優(yōu)選方案，所述氧化石墨烯層厚度為80-240μm

優(yōu)選方案，所述絕緣層為硅橡膠。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：石墨烯纖維具有優(yōu)異的柔韌性和導(dǎo)電性能，電導(dǎo)率高于鋁和銅；具有很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠防止氧化和在過(guò)熱的環(huán)境中與橡膠發(fā)生反應(yīng)降低導(dǎo)電性能；石墨烯纖維具有力學(xué)性能良好、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。而氧化石墨烯涂敷于橡膠絕緣層表面可以增強(qiáng)纜體的耐腐蝕性。從而使得本實(shí)用新型具有導(dǎo)電性能優(yōu)異、抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、柔性好、重量輕、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用各種輸配電領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型的一種使用二維層狀材料制備的電纜截面示意圖。

附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱(chēng)：