一种双流向防雷装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双流向防雷装置，该防雷装置由外向内依次包括外壳(1)、负电极膜(4)、导电介质层(3)、正电极膜(5)和内芯(2)，所述负电极膜(4)制备于所述外壳(1)的内壁上，所述正电极膜(5)制备于所述内芯(2)的外壁上，所述负电极膜(4)为纳米铁负电极膜，所述正电极膜(5)为纳米镍正电极膜。本发明专利技术利用特殊结构，导电介质层具有宽带隙、高击穿场、高热导率、电子饱和率等特性，铁

【技术实现步骤摘要】
一种双流向防雷装置


[0001]本专利技术涉及国防工程、轨道交通、机场、石油、化工、矿业、电力、建筑、通讯信号、广播电视、气象等诸多行业防雷
，具体地，涉及一种双流向防雷装置。

技术介绍

[0002]雷电生成于大自然，当发生雷击放电时，其引发的雷击电磁脉冲，具有大电流和过电压等特点；其对站场电源、通信传输及相关信号和网络设备具有极大的影响，造成巨大损失，直接威胁人们正常的安全生产。
[0003]申请公布号为CN 104966912 A的中国专利公开了一种变能组合式防雷接地装置。该变能组合式防雷接地装置至少由两个以上的变能防雷接地单体并联组成。所述变能防雷接地单体包括外壳和内芯，所述的外壳与内芯之间设置有空腔，所述的空腔内填充有电解质组合物，并采用绝缘盖板将其封装在该接地装置内。该变能组合式防雷接地装置具有蓄电池的充、放电性能，没有极性要求，正、反双向均可进行充、放电，适配雷电、不同极性的脉冲的冲击，内阻很小，低压测试小于0.6欧姆，高压测试小于0.06欧姆。该变能组合式防雷接地装置先吸收变能、后释放，反压很小，无反压，具有优异的防雷效果；且结构简单，免于维护，可广泛应用于电信、电力、通讯、移动设备、交通工具等接地系统中。
[0004]上述防雷接地装置虽然性能较佳，但是实际使用发现其变能效果比较迟钝，充放电性能弱、容量不足、稳定性差。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种双流向防雷装置，该防雷装置能够实现更加快速的充放电、容量大、具有良好的稳定性和更低的电压阀值。且具有操作简单，成本较低的特点。使双流向防雷器的防雷性能得到明显的提高。具有创新性和推广价值。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种双流向防雷装置，该防雷装置由外向内依次包括外壳、负电极膜、导电介质层、正电极膜和内芯，所述负电极膜制备于所述外壳的内壁上，所述正电极膜制备于所述内芯的外壁上，所述负电极膜为纳米铁电极膜，所述正电极膜为纳米镍电极膜。
[0007]把纳米镍正电极膜制备于防雷装置内芯的外壁上，把纳米铁负极薄膜制备于防雷装置的外壳的内壁上，这样能缓冲材料在充放电过程中产生的体积应变，缩短电荷转移路径，提高活性物质利用率，从而提高材料的性能。除此之外，直接制备在防雷器内芯外壁上和外壳内壁上的电极材料，在装配过程中不需要使用黏结剂和导电剂，可以大大简化组装过程。
[0008]具体地，所述负电极膜的厚度为100nm
‑
3μm，所述正电极膜的厚度为100nm
‑
3μm。电极膜越薄，活性物质利用率越高，防雷装置性能越好。
[0009]优选地，以质量百分比计，所述导电介质层中的导电介质包括如下组分：氧化锌
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石墨烯复合材料12
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26％、氧化锰18
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36％、石墨24
‑
42％、二氧化钠6
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12％、碳纳米颗粒18
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28％。
[0010]氧化锌
‑
石墨烯复合材料：氧化锌(ZnO)是一种宽带隙的多功能半导体材料，具有优良的物理和化学性质。石墨烯作为一种零带隙的半导体材料，具有极高的载流子迁移率和特殊的输运特性。氧化锌
‑
石墨烯复合材料兼具二者的性能优势，具有宽带隙、高击穿场、电子饱和率等特性。
[0011]氧化锰：氧化锰材料由于资源丰富，价格低廉，环境友好，理论比电容高等优点，被认为是最具发展潜力的超级电极材料之一。
[0012]石墨：石墨强度随温度提高而加强，石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。石墨的导热性超过钢、铁、铅等金属材料。化学稳定性常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
[0013]二氧化钠：过氧化钠比氧化钠稳定。原子所带的能量，其能量越高就越容易得到电子或者失去外层电子，从而形成分子。由于过氧化钠稳定的性能，可以增加介质的循环稳定性。
[0014]碳纳米球：其耐高压性可增加26％，在电能转换输送过程，可以减少能量损失。
[0015]以上组分配合使用，使得导电介质层具有宽带隙、高击穿场、高热导率、电子饱和率等特性，以实现更加快速的充放电、容量大、具有良好的稳定性和更低的电压阀值。
[0016]进一步优选地，以质量百分比计，所述导电介质层中的导电介质包括如下组分：氧化锌
‑
石墨烯复合材料12
‑
18％、氧化锰18
‑
24％、石墨24
‑
42％、二氧化钠6
‑
10％、碳纳米颗粒20
‑
22％。
[0017]具体地，所述纳米铁电极膜制备于所述外壳的内壁上的方法包括如下步骤：
[0018]S1、将乙炔黑加入到硝酸铁溶液中，球磨后干燥，此处干燥采用冷冻干燥；
[0019]S2、将步骤S1干燥后的材料在氢氩混合气下热处理得到纳米铁
‑
氧化铁/乙炔黑复合物，该复合物尺寸为10
‑
100nm；
[0020]S3、将纳米铁
‑
氧化铁/乙炔黑复合物洗涤干燥，重新分散于N
‑
甲基吡咯烷酮溶液中，加入聚乙烯醇，搅拌至糊状，均匀涂抹在所述外壳的内壁上，烘干处理后压实。
[0021]优选地，步骤S1中，所述乙炔黑为用硝酸溶液浸泡处理过的乙炔黑，所述硝酸溶液的浓度为3～4mol/L，浸泡时间为3～5h。浸泡后过滤、然后真空干燥。
[0022]优选地，步骤S1中，球磨时间为3～4h。
[0023]优选地，步骤S2中，热处理气氛为氢气质量百分数为10％的氢氩混合气。
[0024]优选地，步骤S2中，热处理温度为500～600℃，热处理时间为3～5h。
[0025]具体地，所述纳米镍电极膜制备于所述内芯的外壁上的方法包括如下步骤：
[0026]1)、将乙炔黑加入到硝酸镍溶液中，球磨后干燥；
[0027]2)、将步骤1)干燥后的材料在氢氩混合气下热处理得到纳米镍
‑
氧化镍/乙炔黑复合物，该复合物尺寸为10
‑
100nm；
[0028]3)、将纳米镍
‑
氧化镍/乙炔黑复合物洗涤干燥，重新分散于N
‑
甲基吡咯烷酮溶液中，加入聚乙烯醇，搅拌至糊状，均匀涂抹在所述内芯的外壁上，烘干处理后压实。
[0029]上述技术方案中，采用氢热还原，得到纳米铁
‑
氧化铁/乙炔黑复合材料、纳米镍
‑
氧化镍/乙炔黑复合材料，进一步制得铁镍电池正、负极材料，这样能缓冲材料在充放电过程中产生的体积应变，缩短电荷转移路径，提高活性物质利用率，从而提高材料的性能。具
有充放电快，容量大，电压阀值低，循环稳定性好，且操作简单等优点。
[0030]通过上述技术方案，本专利技术实现了以下有益效果：
[0031]1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双流向防雷装置，其特征在于，由外向内依次包括外壳(1)、负电极膜(4)、导电介质层(3)、正电极膜(5)和内芯(2)，所述负电极膜(4)制备于所述外壳(1)的内壁上，所述正电极膜(5)制备于所述内芯(2)的外壁上，所述负电极膜(4)为纳米铁负电极膜，所述正电极膜(5)为纳米镍正电极膜。2.根据权利要求1所述的双流向防雷装置，其特征在于，所述负电极膜(4)的厚度为100nm
‑
3μm，所述正电极膜(5)的厚度为100nm
‑
3μm。3.根据权利要求1所述的双流向防雷装置，其特征在于，以质量百分比计，所述导电介质层(3)中的导电介质包括如下组分：氧化锌
‑
石墨烯复合材料12
‑
26％、氧化锰18
‑
36％、石墨24
‑
42％、二氧化钠6
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12％、碳纳米颗粒18
‑
28％。4.根据权利要求3所述的双流向防雷装置，其特征在于，以质量百分比计，所述导电介质(3)中的导电介质包括如下组分：氧化锌
‑
石墨烯复合材料12
‑
18％、氧化锰18
‑
24％、石墨24
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42％、二氧化钠6
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10％、碳纳米颗粒20
‑
22％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的双流向防雷装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志富，冯立纲，王克宇，徐帅，臧权同，
申请(专利权)人：扬州华铁机电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：