Carbon:石墨烯辅助增强CNT / Cu复合材料,用于轻型电缆

本文报道了通过将石墨烯引入电镀在CNTF上的Cu中获得的CNTF-Cu-Gr线。电镀铜通过化学气相沉积法用石墨烯涂覆,这也起到了协同作用,实现更好的热和电性能。这些CNTF-Cu-Gr焊丝在机械,电气和热性能方面均具有出色的整体性能,并且重量轻。我们希望这些双芯-壳线将在不久的将来用于实际应用中。

1、成果简介

随着电气化的增加,对电动汽车(EV)的功能和特征的需求也在增加,因此,所需的铜(Cu)重量也在增加。另外,Cu的使用随着自动驾驶车辆(AV)的布线/功能的增加而增加。因此,由于铜电缆的高质量密度而导致的有限的能量效率已经成为要克服的挑战性问题。随着这种趋势,碳金属芯壳线材是一种有吸引力的轻质材料。进一步改善先前报道的碳-金属核-壳线的性能仍然是一个挑战。

本文报道了通过将石墨烯引入电镀在CNTF上的Cu中获得的CNTF-Cu-Gr线。电镀铜通过化学气相沉积法用石墨烯涂覆,这也起到了协同作用,实现更好的热和电性能。这些CNTF-Cu-Gr焊丝在机械,电气和热性能方面均具有出色的整体性能,并且重量轻。我们希望这些双芯-壳线将在不久的将来用于实际应用中。

2、图文导读

Carbon:石墨烯辅助增强CNT / Cu复合材料,用于轻型电缆

图1。制备双芯壳CNTF-Cu-Gr线。

Carbon:石墨烯辅助增强CNT / Cu复合材料,用于轻型电缆

图2。(a)CNTF-Cu,(b)退火的CNTF-Cu和(c)CNTF-Cu-Gr的表面的SEM图像,以及(d)CNTF-Cu-Cu的SEM图像中正方形区域的高倍率图像Gr。(e)CNTF-Cu,退火的CNTF-Cu和CNTF-Cu-Gr的XRD图谱和(f)拉曼光谱。

Carbon:石墨烯辅助增强CNT / Cu复合材料,用于轻型电缆

图3。CNTF-Cu-Gr,双芯壳线与铜线(16μm),CNTF-Cu和退火的CNTF-Cu的比较。

Carbon:石墨烯辅助增强CNT / Cu复合材料,用于轻型电缆

图4。(a)2股钢丝,(b)3股钢丝和(c)5股钢丝的SEM图像。(d)每个样品的比载流量(J max,sp)和(e)比功率:单,2、3和5绞线。(f)比功率与铜线和CNTF-Cu-Gr绞线的质量的关系。

3、小结

CNTF-Cu-Gr双芯-壳线在多束绞合在一起使用时,其电性能进一步提高。绞合CNTF-Cu-Gr绞合线的结构自然地诱发了石墨烯层的重叠,从而减少了导线之间的摩擦并抑制了电迁移。此外,包括三个步骤的用于CNTF-Cu-Gr的制造工艺适用于使用连续卷对卷工艺的批量生产。期望CNTF-Cu-Gr线材具有出色的电气,机械,热和轻质特性,因此可以广泛用于EMS领域中的潜在组件应用中,例如无人机和电动汽车。

文献:

Carbon:石墨烯辅助增强CNT / Cu复合材料,用于轻型电缆

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.03.055

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