[發明專利]結構化銅基上生長石墨烯的方法、電纜芯材及其制備方法

在審

• 申請號: 202010664212.5
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN113909476A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 馬瑜;沈晗睿;楊軍;付金良;張文卿
• 申請（專利權）人: 上海新池能源科技有限公司;浙江正泰電器股份有限公司
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04;B22F3/16;C23C16/26;H01B1/02;H01B1/04;H01B13/00
• 代理公司: 北京卓言知識產權代理事務所(普通合伙) 11365
• 代理人: 王茀智;龔清媛

1.結構化銅基上生長石墨烯的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：銅粉和銅箔交替層疊放入模具中，經等靜壓處理成型，形成錠塊；

步驟S2：錠塊經由化學氣相沉積法生長石墨烯，形成銅基石墨烯。

2.根據權利1所述的結構化銅基上生長石墨烯的方法，其特征在于，所述步驟S1中等靜壓處理中的等靜壓力為5～10MPa。

3.根據權利1所述的結構化銅基上生長石墨烯的方法，其特征在于，所述步驟S1中銅粉和銅箔的質量比為15:1～40：1，每層所述銅粉的質量均相同，每層所述銅箔的尺寸均相同。

4.根據權利1所述的結構化銅基上生長石墨烯的方法，其特征在于，所述步驟S2的具體步驟包括：

步驟S21：錠塊放入坩堝中，然后置于化學氣相沉積爐內，向化學氣相沉積爐中通入氬氣，使化學氣相沉積爐中充滿氬氣，并將化學氣相沉積爐內溫度上升至反應溫度，保溫；

步驟S22：保持氬氣的通入，向化學氣相沉積爐中通入甲烷和氫氣，實現錠塊上石墨烯的生長。

5.根據權利4所述的結構化銅基上生長石墨烯的方法，其特征在于，所述步驟S21中氬氣的流量為100～150sccm，化學氣相沉積爐中的升溫速率為10～20℃/min，反應溫度為950～1020℃；

所述步驟S22中甲烷的流量為4～10sccm，氫氣的流量為20～50sccm，石墨烯的生長時間為1～2h。

6.一種電纜芯材的制備方法，其特征在于，將上述權利要求1～5中任意一項所述銅基石墨烯依次經由復壓、燒結和熱燒結拉絲成型，制得電纜芯材。

7.根據權利要求6所述的電纜芯材的制備方法，其特征在于，所述復壓操作為等靜壓操作，所述等靜壓力為300～500MPa。

8.根據權利要求6所述的電纜芯材的制備方法，其特征在于，所述燒結操作為將復壓后的的銅基石墨烯在氬氣保護下進行燒結，燒結溫度為900℃，燒結時間為1～3h。

9.根據權利要求6所述的電纜芯材的制備方法，其特征在于，所述熱燒結拉絲操作為將燒結后的銅基石墨烯放入熱擠壓機中擠壓成型，所述熱擠壓機中的模具溫度為900℃，經燒結后的銅基石墨烯中銅箔平面垂直于模具臺放入熱擠壓機中。

10.一種電纜芯材，其特征在于，所述電纜芯材為由權利要求6～9中任意一項所述的制備方法制備形成，所述電纜芯材包括銅材和石墨烯，所述銅材包括銅箔和銅粉，所述石墨烯包覆銅箔和銅粉。