CN209980853U - 一种用于制备石墨烯导电材料的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于制备石墨烯导电材料的装置，包括有制备工作台，在制备工作台上设有芯材位移控制设备，所述基材内芯于一移动平面上移动；在基材内芯的移动平面的下方设有石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊，所述石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊沿基材内芯的移动方向依次平行排列设置，所述基材内芯在移动时与石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊贴合；在移动平面的上方设有加热烘干设备，该加热烘干设备作用于基材内芯上。本实用新型通过石墨烯溶液刷辊、隔离溶液刷辊依次涂覆基材内芯，然后采用加热烘干设备干燥石墨烯溶液和隔离溶液的方法，在基材内芯外形成至少一重石墨烯膜和至少一重隔离膜，从而快速、简便的制备石墨烯导电材料。
Description
【技术领域】
本实用新型属于碳材料导电技术领域，具体是涉及一种用于制备石墨烯导电材料的装置。
【背景技术】
石墨烯，属于纳米材料，目前被称为材料界的“ 黑金”，它集导电/导热性最好、最强韧、最薄等许多优异性能于一体，是目前材料界的研究热点。
石墨烯的比表面积非常大，为2630m2/g，石墨烯的每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道电子形成π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯优异的导电性。由于原子间作用力非常强，在常温下，即使周围碳原子发生碰撞，石墨烯中的电子受到的干扰也很小，电子在石墨烯中传输时不易发生散射，约为硅中电子迁移率的140倍，电子迁移在室温下可以达到15000cm2 /( V·S) ，其电导率可达106s/m，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铝、铜和银低很多，只有10 ～ 6Ω·cm 左右，为世界上迄今为止电阻率最小的材料。
因为石墨烯的电阻率极低，电子迁移的速率极快，柔韧性极强，因此我们希望通过开发一种可以快速、大量地制备石墨烯导线材料的装置。针对上述问题，我们提供了一种新的技术方案。
【实用新型内容】
针对现有技术中的上述技术问题，本实用新型提供了一种用于制备石墨烯导电材料的装置。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：
一种用于制备石墨烯导电材料的装置，包括有制备工作台，在所述制备工作台上设有用于控制基材内芯于制备工作台上方于前端至后端移动或循环移动的芯材位移控制设备，所述基材内芯于一移动平面上移动；在所述基材内芯的移动平面的下方设有石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊，所述石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊沿基材内芯的移动方向依次平行排列设置，且两者间隔一定距离，所述基材内芯在移动时与石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊贴合；在移动平面的上方设有加热烘干设备，该加热烘干设备作用于基材内芯上。
在进一步的改进方案中，在所述隔离溶液刷辊上圆周设置有多个桩位凸起，所述桩位凸起在隔离溶液刷辊旋转辊涂时在该处不予辊涂。
在进一步的改进方案中，在所述基材内芯的移动平面的一侧设有散热风扇，在其另一侧设有散热出风口。
在进一步的改进方案中，所述芯材位移控制设备包括有设置于制备工作台前方的基材内芯卷绕轮，设置于制备工作台后方的基材内芯收卷轮，以及分别位于制备工作台前端和后端的主动输送轴和被动输送轴，所述基材内芯卷绕于基材内芯卷绕轮上，并沿主动输送轴和被动输送轴卷绕单圈或数圈后被收卷于基材内芯收卷轮上。
在进一步的改进方案中，所述基材内芯为导电或不导电线材。
在进一步的改进方案中，所述制备工作台为前后两端开口、四周密闭的作业箱体，所述加热烘干设备设置于作业箱体的顶部，所述散热风扇和散热出风口分设于作业箱体的左右两侧。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过石墨烯溶液刷辊、隔离溶液刷辊依次涂覆基材内芯，然后采用加热烘干设备干燥石墨烯溶液和隔离溶液的方法，在基材内芯外形成至少一重石墨烯膜和至少一重隔离膜，从而快速、简便的制备石墨烯导电材料。
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述：
【附图说明】
图1 为本实用新型实施例的结构示意图一；
图2 为本实用新型实施例的结构示意图二；
图3 为本实用新型制备的石墨烯导电材料的结构示意图；
图4 为本实用新型制备的石墨烯导电材料中石墨烯膜和隔离绝缘膜之间的结构示意图。
【具体实施方式】
下面详细描述本实用新型的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
附图所显示的方位不能理解为限制本实用新型的具体保护范围，仅供较佳实施例的参考理解，可以图中所示的产品部件进行位置的变化或数量增加或结构简化。
说明书中所述的“连接”及附图中所示出的部件相互“连接”关系，可以理解为固定地连接或可拆卸连接或形成一体的连接；可以是直接直接相连或通过中间媒介相连，本领域普通技术人员可以根据具体情况理解连接关系而可以得出螺接或铆接或焊接或卡接或嵌接等方式以适宜的方式进行不同实施方式替用。
说明书中所述的上、下、左、右、顶、底等方位词及附图中所示出方位，各部件可直接接触或通过它们之间的另外特征接触；如在上方可以为正上方和斜上方，或它仅表示高于其他物；其他方位也可作类推理解。
说明书及附图中所表示出的具有实体形状部件的制作材料，可以采用金属材料或非金属材料或其他合成材料；凡涉及具有实体形状的部件所采用的机械加工工艺可以是冲压、锻压、铸造、线切割、激光切割、铸造、注塑、数铣、三维打印、机加工等等；本领域普通技术人员可以根据不同的加工条件、成本、精度进行适应性地选用或组合选用，但不限于上述材料和制作工艺。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：
一种用于制备石墨烯导电材料的装置，包括有制备工作台10，在所述制备工作台10上设有用于控制基材内芯20于制备工作台10上方于前端至后端移动或循环移动的芯材位移控制设备，所述基材内芯20于一移动平面上移动；在所述基材内芯20的移动平面的下方设有石墨烯溶液刷辊30和隔离溶液刷辊40，所述石墨烯溶液刷辊30和隔离溶液刷辊40沿基材内芯20的移动方向依次平行排列设置，且两者间隔一定距离，所述基材内芯20在移动时与石墨烯溶液刷辊30和隔离溶液刷辊40贴合；在移动平面的上方设有加热烘干设备50，该加热烘干设备50作用于基材内芯20上。
在使用时，芯材位移控制设备控制基材内芯20于制备工作台10上方的移动平面上移动，依次经过石墨烯溶液刷辊30和隔离溶液刷辊40，在经过石墨烯溶液刷辊30时，石墨烯溶液刷辊30将石墨烯溶液辊涂于基材内芯20上，石墨烯溶液浸润整个基材内芯20，这样石墨烯溶液就完全涂覆包裹于基材内芯20的外表层，随后石墨烯溶液在加热烘干设备50的作用下被烘干，在基材内芯20的外表面形成一重石墨烯膜60，接着附着有石墨烯膜60的基材内芯20继续向后端移动，在经过隔离溶液刷辊40时，隔离溶液刷辊40将隔离溶液辊涂于石墨烯膜60上，隔离溶液浸润整个石墨烯膜60，这样隔离烯溶液就完全涂覆包裹于石墨烯膜60的外表层，随后在加热烘干设备50的作用下被烘干，在石墨烯膜60的外表面形成一重隔离膜70，这样就形成附着有单重石墨烯膜60和单重隔离膜70的石墨烯导电材料，当然，在基材内芯20循环移动时，就形成附着有多重石墨烯膜60和多重隔离膜70的石墨烯导电材料，且石墨烯膜60和隔离膜70相互间隔排列设置。
本实用新型通过石墨烯溶液刷辊30、隔离溶液刷辊40依次涂覆基材内芯20，然后采用加热烘干设备50干燥石墨烯溶液和隔离溶液的方法，在基材内芯外形成至少一重石墨烯膜和至少一重隔离膜，从而快速、简便的制备石墨烯导电材料。
在制备附着有多重石墨烯膜60和多重隔离膜70的石墨烯导电材料时，实施例中，在隔离溶液刷辊40上圆周设置有多个桩位凸起，所述桩位凸起在隔离溶液刷辊40旋转辊涂时在该处不予辊涂，这样隔离溶液辊涂时，就在桩位凸起处形成空白辊涂点，隔离膜70成型后就在该处形成桩孔80，以便下一层石墨烯溶液辊涂时可灌注于桩孔80内，形成连通短路上下两重石墨烯膜60的导电桩位（如图4所示），防止因某一层或多层的单重石墨烯膜60断裂而造成无法导电，保障其导电性能。
为了加速石墨烯溶液和隔离溶液干燥成膜，同时也辅助制备工作台10散热，在所述基材内芯20的移动平面的一侧设有散热风扇90，在其另一侧设有散热出风口100。
在实施例中，如图1、2所示，所述芯材位移控制设备包括有设置于制备工作台10前方的基材内芯卷绕轮110，设置于制备工作台10后方的基材内芯收卷轮120，以及分别位于制备工作台10前端和后端的主动输送轴130和被动输送轴140，所述基材内芯20卷绕于基材内芯卷绕轮110上，并沿主动输送轴130和被动输送轴140卷绕单圈或数圈后被收卷于基材内芯收卷轮120上。
在实施例中，所述基材内芯20为导电或不导电线材。
在实施例中，如图1、2所示，所述制备工作台10为前后两端开口、四周密闭的作业箱体，所述加热烘干设备50设置于作业箱体的顶部，所述散热风扇90和散热出风口100分设于作业箱体的左右两侧。
尽管参照上面实施例详细说明了本实用新型，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，而在不脱离所述的权利要求限定的本实用新型的原理及精神范围的情况下，可对本实用新型做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本实用新型，而是由权利要求的内容限定保护的范围。
Claims (6)
1.一种用于制备石墨烯导电材料的装置，其特征在于，包括有制备工作台，在所述制备工作台上设有用于控制基材内芯于制备工作台上方于前端至后端移动或循环移动的芯材位移控制设备，所述基材内芯于一移动平面上移动；在所述基材内芯的移动平面的下方设有石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊，所述石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊沿基材内芯的移动方向依次平行排列设置，且两者间隔一定距离，所述基材内芯在移动时与石墨烯溶液刷辊和隔离溶液刷辊贴合；在移动平面的上方设有加热烘干设备，该加热烘干设备作用于基材内芯上。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备石墨烯导电材料的装置，其特征在于，在所述隔离溶液刷辊上圆周设置有多个桩位凸起，所述桩位凸起在隔离溶液刷辊旋转辊涂时在该处不予辊涂。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备石墨烯导电材料的装置，其特征在于，在所述基材内芯的移动平面的一侧设有散热风扇，在其另一侧设有散热出风口。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备石墨烯导电材料的装置，其特征在于，所述芯材位移控制设备包括有设置于制备工作台前方的基材内芯卷绕轮，设置于制备工作台后方的基材内芯收卷轮，以及分别位于制备工作台前端和后端的主动输送轴和被动输送轴，所述基材内芯卷绕于基材内芯卷绕轮上，并沿主动输送轴和被动输送轴卷绕单圈或数圈后被收卷于基材内芯收卷轮上。
5.根据权利要求1所述的一种用于制备石墨烯导电材料的装置，其特征在于，所述基材内芯为导电或不导电线材。
6.根据权利要求3所述的一种用于制备石墨烯导电材料的装置，其特征在于，所述制备工作台为前后两端开口、四周密闭的作业箱体，所述加热烘干设备设置于作业箱体的顶部，所述散热风扇和散热出风口分设于作业箱体的左右两侧。
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