石墨烯基电导体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了石墨烯基电导体及其制备方法，石墨烯基电导体包括层状结构，层状结构包括交替设置的石墨烯层(1)和衬底层(2)，石墨烯层(1)压缩在相邻2层衬底层(2)之间。石墨烯基电导体的制备方法，该方法是先将一个或多个石墨烯层与两个或多个衬底层进行层叠，形成石墨烯层和衬底层交替连接的片材；然后压缩片材，使石墨烯层压缩在2层衬底层之间，形成层状结构，得石墨烯基电导体。本发明专利技术不仅具有低电阻和电能损耗小的优点，还能够提高电力传输效率，扩大电力网分布范围，方便压缩处理。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯基电导体及其制备方法
本专利技术涉及一种石墨烯基电导体及其制备方法，特别是一种适用于电缆、传输线、变压器和电气设备的低电阻的石墨烯基电导体及其制备方法。
技术介绍
在大多数城市环境中的电力的运输和分配依赖于由传输线和配电网组成的电力网。电力传输是由发电厂向位于靠近需求中心的变电所的电力大转移。但是，在电力的传输过程中，现有电力传输用的电导体的电阻较高，导致电能损耗较大，进而导致电力传输效率降低和电力网分布范围缩小。因此，现有用于电力传输的电导体存在着电阻较高、电能损耗较大、电力传输效率较低和导致电力网分布范围缩小的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种石墨烯基电导体及其制备方法。本专利技术不仅具有低电阻和电能损耗小的优点，还能够提高电力传输效率，扩大电力网分布范围。本专利技术的技术方案：石墨烯基电导体，包括层状结构，层状结构包括交替设置的石墨烯层和衬底层，石墨烯层压缩在相邻2层衬底层之间。前述的石墨烯基电导体中，所述石墨烯层压缩在相邻2层衬底层之间。前述的石墨烯基电导体中，所述石墨烯层设置有1层，1层石墨烯层压缩在2层衬底层之间。前述的石墨烯基电导体中，所述石墨烯层设置有2层以上，每层石墨烯层均压缩在相邻2层衬底层之间。前述的石墨烯基电导体中，以所述层状结构构成导电体结构。前述的石墨烯基电导体中，以所述层状结构作为导电条构成导电体结构。前述的石墨烯基电导体中，将所述层状结构作为片材，切割该片材形成导电条。前述的石墨烯基电导体中，所述导电体结构为导线，将多个导电条封装在护套内，然后通过拉拔形成导线。前述的石墨烯基电导体中，将所述层状结构作为片材，通过轧制卷绕该片材来构成导电体结构。前述的石墨烯基电导体中，所述导电体结构为导线，所述片材轧制卷绕后封装在护套内，形成导线。前述的石墨烯基电导体中，所述片材轧制卷绕后封装在护套内，通过拉拔形成导线。前述的石墨烯基电导体中，所述片材轧制卷绕后封装在护套内，通过挤压形成导线。前述的石墨烯基电导体中，所述导电体结构为传输线束，围绕支撑结构或导体，轧制卷绕层状结构构成传输线束。前述的石墨烯基电导体中，所述轧制卷绕层状结构，在轧制卷绕过程中还包括挤压处理。前述的石墨烯基电导体中，所述层状结构的制备方法，为先将一层或多层石墨烯颗粒与一层或多层衬底层进行层叠，形成石墨烯颗粒层与衬底层交替连接的片状结构；然后压缩片状结构，使2层衬底层之间的石墨烯颗粒压缩排列(compressandalign)形成石墨烯层。前述的石墨烯基电导体中，所述压缩片状结构包括使用施加垂直和平行于石墨烯层的分力的机械变形工艺来使片状结构机械变形。前述的石墨烯基电导体中，所述机械变形工艺为辊轧、挤压或拉拔中的任意一种或多种。前述的石墨烯基电导体中，所述层叠包括一次或多次重复地在一层衬底层上沉积一层石墨烯颗粒；然后将一层衬底层层叠在一层石墨烯颗粒上；或者将多层沉积石墨烯颗粒的衬底层层叠后，将一层衬底层层叠在顶层石墨烯颗粒上；形成石墨烯颗粒层与衬底层交替的片状结构。前述的石墨烯基电导体中，所述在一层衬底层上沉积一层石墨烯颗粒，为使用粉末沉积、印刷、喷漆、涂覆或流延成型中的任意一种或多种处理方法将石墨烯颗粒沉积在衬底层上。前述的石墨烯基电导体中，所述压缩片状结构包括一次或多次反复的压缩片状结构，使片状结构进行一次或多次反复地机械变形。前述的石墨烯基电导体中，所述使片状结构进行一次或多次反复地机械变形，还包括将片状结构进行退火处理。前述的石墨烯基电导体中，所述石墨烯层包括石墨烯薄片。前述的石墨烯基电导体中，所述衬底层包括金属、聚合物或其他材料中的任意一种或多种。一种石墨烯基电导体的制备方法，该方法是先将一个或多个石墨烯层与两个或多个衬底层进行层叠，形成石墨烯层和衬底层交替连接的片材；然后压缩片材，使石墨烯层压缩在2层衬底层之间，形成层状结构，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述压缩片材，包括使用施加垂直和平行于石墨烯层的分力的机械变形工艺来使片状结构机械变形。前述的制备方法中，所述机械变形工艺，为辊轧、挤压或拉拔中的任意一种或多种。前述的制备方法中，所述层叠包括一次或多次重复地在一层衬底层上沉积一层石墨烯层；然后将一层衬底层层叠在石墨烯层上；或者将多层沉积石墨烯层的衬底层层叠后，将一层衬底层层叠在顶层石墨烯层上；形成石墨烯层与衬底层交替的片材。前述的制备方法中，所述在一层衬底层上沉积一层石墨烯层，为使用粉末沉积、印刷、喷漆、涂覆或流延成型中的任意一种或多种处理方法将石墨烯层沉积在衬底层上。前述的制备方法中，所述压缩片材包括一次或多次反复的压缩片材，使片材进行一次或多次反复地机械变形。前述的制备方法中，所述使片材进行一次或多次反复地机械变形，还包括对片材进行退火处理。前述的制备方法中，所述石墨烯层包括石墨烯薄片或石墨烯薄膜(GrapheneSheets)。前述的制备方法中，所述衬底层包括金属或其他材料的聚合物中的任意一种或多种。前述的制备方法中，所述形成层状结构，以层状结构构成导电体结构，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述以层状结构构成导电体结构，为将层状结构切割成多个导电条，排列多个导电条，将排列好的多个导电条结合到导电体结构中，形成包括多个导电条的导电体结构，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述排列多个导电条，为采用堆叠、集束(捆绑)、层叠(分层)或编织中的任意一种或多种方式进行多个导电条的排列。前述的制备方法中，所述导电体结构为导线，所述形成包括多个导电条的导电体结构的步骤为，将排列好的多个导电条插入管状的护套内，然后拉拔成导线，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述拉拔成导线，为拉动管状的护套，使其通过一组拉模，进行拉拔，形成导线。前述的制备方法中，所述拉拔成导线，将多个导线集束成传输线电缆，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述拉拔成导线，轧制导线形成导电条带，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述轧制导线形成导电条带，将导电条带围绕导体缠绕，形成传输线束，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述以层状结构构成导电体结构，为将层状结构作为片材，通过轧制卷绕片材来构成导电体结构。前述的制备方法中，所述通过轧制卷绕片材来构成导电体结构，为先轧制卷绕片材，然后将轧制卷绕后的片材封装到护套内，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述将轧制卷绕后的片材封装到护套内，通过拉拔形成导线，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述导线通过轧制形成导电条带，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述形成导电条带，将导电条带围绕导体缠绕形成传输线束，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述导电体结构为传输线束；所述以层状结构构成导电体结构，为围绕支撑结构或导体轧制卷绕层状结构形成传输线束，得石墨烯基电导体。前述的制备方法中，所述轧制卷绕层状结构，在轧制卷绕过程中还包括挤压处理。与现有技术相比，本专利技术设计了一种石墨烯基电导体及其制备方法，通过交替设置的石墨烯层和衬底层来形成层状结构，并将石墨烯层压缩在相邻2层衬底层之间；通过压缩，使相邻2层衬底层之间的石墨烯层中的石墨烯颗粒进行排列、对齐，提高了各个石墨烯颗粒之间的接触，从而降低了电阻，提高了导电性能，减少了电能损耗，进而提高了电力传输效率，扩大了电本文档来自技高网...

【技术保护点】
石墨烯基电导体，其特征在于：包括层状结构(3)，层状结构(3)包括交替设置的石墨烯层(1)和衬底层(2)。

【技术特征摘要】
1.石墨烯基电导体，其特征在于：包括层状结构(3)，层状结构(3)包括交替设置的石墨烯层(1)和衬底层(2)。2.根据权利要求1所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述石墨烯层(1)压缩在相邻2层衬底层(2)之间。3.根据权利要求2所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述石墨烯层(1)设置有1层，1层石墨烯层(1)压缩在2层衬底层(2)之间。4.根据权利要求2所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述石墨烯层(1)设置有2层以上，每层石墨烯层(1)均压缩在相邻2层衬底层(2)之间。5.根据权利要求1、2、3或4所述的石墨烯基电导体，其特征在于：以所述层状结构(3)构成导电体结构。6.根据权利要求5所述的石墨烯基电导体，其特征在于：以所述层状结构(3)作为导电条构成导电体结构。7.根据权利要求6所述的石墨烯基电导体，其特征在于：将所述层状结构(3)作为片材，切割该片材形成导电条。8.根据权利要求6或7所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述导电体结构为导线，将多个导电条封装在护套内，然后通过拉拔形成导线。9.根据权利要求5所述的石墨烯基电导体，其特征在于：将所述层状结构(3)作为片材，通过轧制卷绕该片材来构成导电体结构。10.根据权利要求9所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述导电体结构为导线，所述片材轧制卷绕后封装在护套内，形成导线。11.根据权利要求10所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述片材轧制卷绕后封装在护套内，通过拉拔形成导线。12.根据权利要求10所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述片材轧制卷绕后封装在护套内，通过挤压形成导线。13.根据权利要求9所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述导电体结构为传输线束，围绕支撑结构或导体，轧制卷绕层状结构构成传输线束。14.根据权利要求13所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述轧制卷绕层状结构，在轧制卷绕过程中还包括挤压处理。15.根据权利要求1至14中任一权利要求所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述层状结构(3)的制备方法，为先将一层或多层石墨烯颗粒与一层或多层衬底层进行层叠，形成石墨烯颗粒层与衬底层交替连接的片状结构；然后压缩片状结构，使2层衬底层之间的石墨烯颗粒压缩排列形成石墨烯层。16.根据权利要求15所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述压缩片状结构包括使用施加垂直和平行于石墨烯层的分力的机械变形工艺来使片状结构机械变形。17.根据权利要求16所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述机械变形工艺为辊轧、挤压或拉拔中的任意一种或多种。18.根据权利要求15所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述层叠包括一次或多次重复地在一层衬底层上沉积一层石墨烯颗粒；然后将一层衬底层层叠在一层石墨烯颗粒上；或者将多层沉积石墨烯颗粒的衬底层层叠后，将一层衬底层层叠在顶层石墨烯颗粒上；形成石墨烯颗粒层与衬底层交替的片状结构。19.根据权利要求18所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述在一层衬底层上沉积一层石墨烯颗粒，为使用粉末沉积、印刷、喷漆、涂覆或流延成型中的任意一种或多种处理方法将石墨烯颗粒沉积在衬底层上。20.根据权利要求15至19中任一权利要求所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述压缩片状结构包括一次或多次反复的压缩片状结构，使片状结构进行一次或多次反复地机械变形。21.根据权利要求20所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述使片状结构进行一次或多次反复地机械变形，还包括将片状结构进行退火处理。22.根据权利要求1至21中任一权利要求所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述石墨烯层包括石墨烯薄片。23.根据权利要求1至22中任一权利要求所述的石墨烯基电导体，其特征在于：所述衬底层包括金属、聚合物或其他材料中的任意一种或多种。24.一种石墨烯基电导体的制备方法，其特征在于：该方法是先将一个或多个石墨烯层与两个或多个衬底层进行层叠，形成石墨烯层和衬底层交替连接的片材；然后压缩片材，使石墨烯层压缩在2层衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛晨，肖恩·李，
申请(专利权)人：杭州电缆股份有限公司，新南创新有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33