[发明专利]一种石墨烯材料制备的复合型导线

说明书

本发明公开了一种石墨烯材料制备的复合型导线，包括石墨烯纤维、石墨烯散热膜层、绝缘层和氧化石墨烯层，石墨烯纤维绞绕或是捆扎成石墨烯纤维束，所述石墨烯纤维束外面包裹一层石墨烯散热膜层，所述石墨烯散热膜层外面包覆一层绝缘层，所述绝缘层外面包覆一层氧化石墨烯层。石墨烯纤维具有优异的柔韧性和导电性能，电导率高于铝和铜；具有很好的热稳定性和化学稳定性，能够防止氧化和在过热的环境中与橡胶发生反应降低导电性能；石墨烯纤维具有力学性能良好、重量轻的优点。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种石墨烯材料制备的复合型导线。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。

纳米级的氧化石墨烯片可以纺制成长达数米的宏观石墨烯纤维。所制备的纤维不但强度高，而且韧性好，石墨烯纤维良好的柔韧性和导电性为其在可伸展导电体方面提供了应用前景。这种纤维可能是实现石墨烯在现实器件(例如柔性电池和太阳能电池)应用的关键材料。石墨烯纤维是使用湿法纺丝的工业方法将氧化石墨烯(一种易溶解的石墨烯衍生物)的水溶液纺制成长达数米的纤维。然后，采用化学还原的方法将其处理，得到了石墨烯长纤维。

当前电缆中的导体通常是铜等金属，导电性能弱于石墨烯，重量重，且热稳定性差易于橡胶等发生化学反应。最外层护套通常由橡胶制成，耐腐蚀性差容易老化。因此亟需一种性能更优的新的电缆来替代。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术的不足，目的在于提供一种石墨烯材料制备的复合型导线。

本发明通过下述技术方案实现：

一种石墨烯材料制备的复合型导线，包括石墨烯纤维、石墨烯散热膜层、绝缘层和氧化石墨烯层，石墨烯纤维绞绕或是捆扎成石墨烯纤维束，所述石墨烯纤维束外面包裹一层石墨烯散热膜层，所述石墨烯散热膜层外面包覆一层绝缘层，所述绝缘层外面包覆一层氧化石墨烯层。

优选方案，所述的石墨烯纤维是由功能化石墨烯纳米片的液晶原液经湿法纺丝一维有序组装而成。

优选方案，所述石墨烯纤维的直径为2-50μm。

优选方案，所述石墨烯散热膜层厚度为25-150μm。

优选方案，所述氧化石墨烯层厚度为80-240μm

优选方案，所述绝缘层为硅橡胶。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：石墨烯纤维具有优异的柔韧性和导电性能，电导率高于铝和铜；具有很好的热稳定性和化学稳定性，能够防止氧化和在过热的环境中与橡胶发生反应降低导电性能；石墨烯纤维具有力学性能良好、重量轻的优点。而氧化石墨烯涂敷于橡胶绝缘层表面可以增强缆体的耐腐蚀性。从而使得本发明具有导电性能优异、抗拉强度高、耐腐蚀性好、柔性好、重量轻、稳定性好的优点，能够广泛应用各种输配电领域。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的一种石墨烯材料制备的复合型导线截面示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：