KR20160050183A - 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체 및 이를 포함하는 전선 - Google Patents

그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체 및 이를 포함하는 전선 Download PDF

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KR20160050183A
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이재선
김영선
김정익
류성한
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명은 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체 및 이를 포함하는 전선에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 전기전도성, 방열특성 및 내산화성이 우수한 동시에 제조비용이 크게 상승하지 않고 작업성이 우수한 복합 도체 및 이를 포함하는 전선에 관한 것이다.

Description

그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체 및 이를 포함하는 전선{Composite conductor comprising graphene coating layer and cable having the same}
본 발명은 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체 및 이를 포함하는 전선에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 전기전도성, 방열특성 및 내산화성이 우수한 동시에 제조비용이 크게 상승하지 않고 작업성이 우수한 복합 도체 및 이를 포함하는 전선에 관한 것이다.
전력 송전선, 통신선, 무선전력용 세선 등의 전선은 기본적으로 전도성 도체를 포함한다. 상기 전도성 도체로서 전기전도도, 즉 도전율이 높은 금, 은 등의 귀금속을 사용하는 경우 이러한 전도성 도체를 포함하는 전선의 제조비용이 증가하고 또한 비중이 커 전선의 무게가 증가하기 때문에, 가격 대비 도전율이 높고 비중이 상대적으로 낮은 구리 또는 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 사용한다.
그러나, 전선의 도체로서 구리, 알루미늄 등을 사용하는 경우 구리 등의 순도를 고순도로 하는 것만으로는 비저항을 낮추는데 한계가 있기 때문에, 도체의 전기전도성을 향상시키기 위해 단면적을 증가시키는 것이 불가피하고 이에 따라 상기 도체를 감싸는 절연층의 체적이 함께 증가하게 된다.
결과적으로, 상기 도체와 절연층을 포함하는 전선의 전체적인 직경이 증가하고, 이에 따라 상기 전선의 제조비용이 증가할 뿐만 아니라 배선시 공간을 많이 차지하고 전선의 굴곡특성이 저하되어 작업성이 저하되는 문제가 있다.
한편, 상기 도체에 흐르는 전류에 따른 전기저항에 의해 열이 발생하고 이러한 열은 상기 도체를 감싸는 절연층의 수명에 영향을 주기 때문에 상기 도체의 방열 특성은 중요하고, 특히 발열이 큰 고전압 전선의 경우 도체의 발열 특성은 더욱 중요하다. 또한, 상기 도체의 방열 특성이 좋을수록 상기 도체의 허용 전류를 상승시킬 수 있어 보다 많은 전력을 송신할 수 있다.
상기 도체로서 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등을 사용하는 경우 상기 방열 특성은 우수하나, 금, 은과 같은 귀금속에 비해 대기에서 산화에 의한 부식 및 변색이 쉽게 일어나기 때문에 결과적으로 전기저항이 증가하고 단자부에서의 접합 특성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 도체로서 구리 등의 내산화성을 향상시키기 위해 상기 구리 등의 도체 표면을 내산화성이 높은 금속 또는 아연, 주석, 니켈 등의 희생 피막 금속을 도금하거나, 벤조트리아졸, 크로뮴산아연 등의 성분을 함유하는 방청유를 도포하는 기술이 적용 가능하나, 상기 도금 또는 도포는 도체 제조시 별도의 공정을 거쳐야 하기 때문에 제조시간 및 제조비용이 많이 소요되고, 특히 상기 도체의 전기저항을 증가시킬 수 있어 상기 도체를 포함하는 전선의 송전 특성 또는 신호 전달 특성이 저하될 수 있다.
따라서, 전기전도성, 방열특성 및 내산화성이 우수한 동시에 제조비용이 크게 상승하지 않고 작업성이 우수한 복합 도체 및 이를 포함하는 전선이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전기전도성, 방열특성 및 내산화성이 우수한 전선용 도체 및 이를 포함하는 전선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제조비용이 크게 상승하지 않고 작업성이 우수한 복합 도체 및 이를 포함하는 전선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
도체 및 상기 도체의 표면에 형성된 그라핀 코팅층을 포함하고, 아래 수학식 2의 함수(ε) 값이 0.01 내지 0.1인, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체를 제공한다.
[수학식 2]
Figure pat00001
상기 수학식 2에서,
r은 상기 도체의 반경이고,
δ는 아래 수학식 1에 정의된 바와 같고,
[수학식 1]
Figure pat00002
상기 수학식 1에서,
f는 상기 도체에 흐르는 전류의 주파수이고,
μB는 상기 도체의 투자율이고,
σB는 상기 도체의 도전율이다.
t*는 아래 수학식 3에 정의된 바와 같다.
[수학식 3]
Figure pat00003
상기 수학식 3에서,
r은 상기 도체의 반경이고,
t는 상기 그라핀 코팅층의 두께이고,
μg는 상기 그라핀 코팅층의 투자율이고,
σg는 상기 그라핀 코팅층의 도전율이고,
μB는 상기 도체의 투자율이고,
σB는 상기 도체의 도전율이다.
여기서, 상기 도체가 투자율이 0.99999 H/m이고 도전율이 1.0이며 반경(r)이 0.02 내지 2 mm인 구리 도체인 경우, 상기 복합 도체에 흐르는 교류 전류의 주파수에 따른 상기 도체의 반경(r)과 상기 그라핀 코팅층의 두께(t)의 비(r/t)가 아래 (i) 내지 (iii)의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체를 제공한다.
(i) 교류 전류의 주파수가 0 ~ 10 kHz인 경우 1,000<r/t<18,000
(ii) 교류 전류의 주파수가 10 kHz ~ 1 GHz인 경우 950<r/t<13,900
(iii) 교류 전류의 주파수가 1 GHz 이상인 경우 950<r/t<10,000
한편, 상기 도체가 투자율이 1.000021 H/m이고 구리비 도전율이 0.607이며 반경(r)이 0.02 내지 2 mm인 알루미늄 도체인 경우, 상기 복합 도체에 흐르는 교류 전류의 주파수에 따른 상기 도체의 반경(r)과 상기 그라핀 코팅층의 두께(t)의 비(r/t)가 아래 (i) 내지 (iii)의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체를 제공한다.
(i) 교류 전류의 주파수가 0 ~ 10 kHz인 경우 1,650<r/t<19,000
(ii) 교류 전류의 주파수가 10 kHz ~ 1 GHz인 경우 1,560<r/t<22,900
(iii) 교류 전류의 주파수가 1 GHz 이상인 경우 1,560<r/t<16,400
또한, 상기 도체는 이종 금속이 도금되거나 도금되지 않은 구리, 구리합금, 알루미늄 또는 알루미늄합금인 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체를 제공한다.
여기서, 상기 이종 금속은 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 납(Pb), 이리듐(Ir) 및 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속인 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체를 제공한다.
그리고, 상기 이종 금속에 의한 도금 두께는 0.1 내지 0.7 ㎛인 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체를 제공한다.
한편, 상기 그라핀 코팅층에 질소(N) 또는 인(P)이 도핑된 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체를 제공한다.
나아가, 상기 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체 및 상기 복합 도체에 피복된 절연층을 포함하는 전선을 제공한다.
본 발명에 따른 도체는 이의 표면에 그라핀 코팅층이 특정 두께로 형성됨으로써 전기전도성, 방열특성 및 내산화성이 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 도체를 포함하는 전선은 동급의 송전량을 갖는 다른 전선에 비해 제조비용이 저렴하고 작업성이 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 있어서 그라핀 코팅층을 도체층으로 환산한 경우의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체는 도체(10)와 이의 표면에 형성된 그라핀 코팅층(20)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도체(10)는 전도성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄합금, 이종 금속이 도금된 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등(이하, '구리 등'이라 칭한다)의 금속으로부터 선택될 수 있으며, 이러한 경우 그라핀 코팅층(20)을 짧은 시간에 용이하게 성장시킬 수 있고 전기전도도의 개선효과가 크기 때문에 바람직하다.
또한, 상기 이종금속이 도금된 구리 등에 있어서, 상기 이종금속은 구리 등에 비해 융점이 높은 금속으로서 구리 등 보다 탄소고용도가 높은 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 납(Pb), 이리듐(Ir), 백금(Pt) 등으로부터 선택될 수 있다.
상기 이종금속에 의한 도금 두께는 0.1 내지 0.7 ㎛가 바람직하고, 상기 도금의 두께가 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 그라핀 코팅층을 짧은 시간내에 성장시키기 어려울 수 있고, 0.7 ㎛ 초과인 경우에는 상기 도체(10)의 전기저항이 증가하고 제조비용이 상승할 수 있다.
상기 도체(10)의 단면 형상과 단면적은 상기 도체(10)를 포함하는 전선의 용도, 송전량 등에 따라 통상의 기술자에 의해 적절히 선택될 수 있고, 예를 들어, 상기 도체(10)의 단면 형상은 원형, 타원형, 직사각형 등일 수 있다.
본 발명에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체에 있어서, 상기 그라핀 코팅층(20)을 형성하는 그라핀(graphene)은 흑연인 '그라파이트(graphite)'와 탄소이중결합을 가진 분자를 뜻하는 접미사 'ene'을 결합하여 만든 용어로서 그라파이트는 탄소를 육각형의 벌집모양으로 층층이 쌓아올린 구조로 이루어져 있는데 그라핀은 흑연에서 가장 얇게 한 겹을 떼어낸 것이다.
상기 그라핀은 2차원 평면형태를 가지고 있으며 두께는 0.2nm 정도로 매우 얇으면서 물리적·화학적 안정성이 높은 나노물질로서 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 반도체로 주로 사용되는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있으며 강도는 강철보다 200배 이상 강하며 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 또한, 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질이 저하되지 않는다.
구체적으로 상기 그라핀은 20℃에서 약 1 g/㎤의 밀도, 약 -7×10-6/℃의 열팽창 계수, 약 5,000 Wm-1K-1의 열전도도, 약 130 GPa의 인장강도를 갖고, 구리 도전율을 1이라 할 때 도전율이 100이고, 투자율은 1 H/m인 것으로서, 구리에 비해 전반적으로 우수한 물성을 가진다.
이러한 그라핀으로 이루어진 그라핀 코팅층(20)은 상기 도체(10)의 표면에 형성됨으로써 상기 그라핀 코팅층(20)이 형성되지 않은 도체에 비해 훨씬 향상된 도전율 및 방열 특성을 발휘하게 된다. 또한, 그라핀은 우수한 내산화성을 가지고 있어서 도체의 부식 및 변색을 방지할 수 있기 때문에 상기 도체에 금속을 도금하거나 방청유를 도포하는 공정이 불필요하게 되어 전선의 제조비용과 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체에 있어서, 상기 도체(10)의 표면에 상기 그라핀 코팅층(20)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 화학적기상증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD), 플라즈마 화학적기상증착법(Plasma Enhenced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 방식에 의해 상기 도체(10)에 직접적으로 그라핀 코팅층(20)을 성장시키는 방법, 그라파이트 플레이크(graphite flake) 등을 상기 도체(10) 위에 배열한 후 어닐링 하는 방법, 그라핀 서스펜션에 상기 도체(10)를 디핑(dipping)하는 방법, 전기영동 전착(Electrophoretic Deposition) 방식에 의해 상기 도체(10)에 간접적으로 증착하는 방법 등이 있다.
이러한 다양한 방법 중에서 CVD 방식을 이용하여 그라핀을 상기 도체(10)에 코팅할 경우 전기전도도가 높고 균일성이 뛰어나며 그라핀의 코팅 두께를 효율적으로 제어할 수 있어 바람직하다. 즉, CVD 방식에서, 메탄(CH4)가스의 유량과 증착 온도를 높일수록 코팅 후의 냉각 속도를 늦출수록 그라핀 코팅층의 두께가 두꺼워지므로 이러한 점을 이용하여 그라핀의 코팅 두께를 효율적으로 제어할 수 있다. 또한, CVD 방식을 이용할 경우 상압 환경에서도 그라핀을 증착할 수 있기 때문에 연속 공정으로 제작할 수 있다는 장점도 있다.
추가적으로, 상기 그라핀을 상기 도체(10)에 코팅한 후에 질산(HNO3) 용액 등을 이용하여 화학적 처리를 할 경우 상기 그라핀 코팅층(20)에 질소(N) 또는 인(P) 등이 도핑(dopping)되어 상기 그라핀 코팅층(20)의 도전율을 추가로 상승시킬 수 있다.
본 발명에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체에 교류 송전선 또는 교류 신호를 전달하는 통신선에 사용되는 경우 상기 도체(10)의 외측 부분에 전류 밀도가 집중되는 표피효과(skin effect)가 발생한다. 교류 전류의 경우 전류의 흐름이 바뀌면서 쇄교가 생기는데 이 쇄교하는 양이 도체의 안쪽에 더 많고, 쇄교양이 많아지면 도체 내의 인덕턴스량이 증가하고 이로 인해서 도체 내부의 저항이 외부보다 커지기 때문에, 저항이 큰 내부보다는 저항이 상대적으로 작은 외부, 즉 도체 표면으로 전류밀도가 크게 생기는 표피효과가 발생하는 것이다.
상기 도체(10)에 흐르는 교류 전류에 의해 발생하는 표피효과로 인해 전류밀도가 집중되는 표피깊이(δ)는 아래 수학식 1에 의해 정의될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00004
상기 수학식 1에서,
f는 상기 도체를 흐르는 교류 전류의 주파수이고,
μB는 상기 도체의 투자율이고,
σB는 상기 도체의 도전율이다.
상기 수학식 1에서 정의된 바와 같이, 상기 표피깊이(δ)는 상기 도체(10)를 흐르는 교류 전류의 주파수(f), 상기 도체(10)의 투자율(μ) 및 도전율(σ)에 의해 결정될 수 있으므로, 본 발명에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체에서 상기 그라핀 코팅층(20)의 두께(t)를 상기 결정된 표피깊이(δ)와 동일하거나 이에 근접하게 함으로써 표피효과에 의해 외부에 집중된 전류가 도체(10)에 비해 도전율이 수십배 내지 백배 큰 그라핀 코팅층(20)에만 또는 그라핀 코팅칭(20)에 주로 흐르도록 유도할 수 있고, 이로써 본 발명에 따른 복합 도체의 전기전도성을 극대화할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 복합 도체의 전기전도성을 극대화하기 위해, 즉 표피효과에 의해 도체 외부에 집중된 전류가 도전율이 높은 상기 그라핀 코팅층(20)에만 또는 상기 그라핀 코팅칭(20)에 주로 흐르도록 하기 위해, 상기 그라핀 코팅층(20)을 상기 표피깊이(δ)와 동일하거나 이에 근접하는 과도한 두께로 형성하는 경우, 상기 그라핀 코팅층(20) 내부에 결함이 발생함으로써 상기 그라핀 코팅층(20)의 도전율 및 방열 특성이 크게 저하될 뿐만 아니라 상기 그라핀 코팅층(20) 자체가 쉽게 파손될 수 있다.
따라서, 본 발명의 발명자는 아래 수학식 2의 함수(ε) 값이 약 0.01 내지 0.1인 경우 상기 그라핀 코팅층 내부의 결함을 억제하는 동시에 본 발명에 따른 복합 도체의 전기전도성을 극대화할 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.
[수학식 2]
Figure pat00005
상기 수학식 2에서,
r은 도체의 반경이고,
δ는 아래 수학식 1에 정의된 바와 같고,
[수학식 1]
Figure pat00006
상기 수학식 1에서,
f는 상기 도체에 흐르는 전류의 주파수이고,
μB는 상기 도체의 투자율이고,
σB는 상기 도체의 도전율이다.
t*는 아래 수학식 3에 정의된 바와 같다.
[수학식 3]
Figure pat00007
상기 수학식 3에서,
r은 상기 도체의 반경이고,
t는 상기 그라핀 코팅층의 두께이고,
μg는 상기 그라핀 코팅층의 투자율이고,
σg는 상기 그라핀 코팅층의 도전율이고,
μB는 상기 도체의 투자율이고,
σB는 상기 도체의 도전율이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수학식 1의 δ는 상기 그라핀 코팅층(20)을 상기 도체(10)와 동일한 투자율과 도전율을 갖는 것으로 환산한 경우 본 발명에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체에 교류 전류가 흘러 표피효과가 일어날 때의 표피깊이를 의미하고, 상기 수학식 3의 t*는 상기 그라핀 코팅층(20)을 상기 도체(10)와 동일한 투자율과 도전율을 갖는 것으로 환산한 경우의 그라핀 코팅층의 두께를 의미한다.
즉, 함수(ε) 값이 약 0.01 미만인 경우 상기 그라핀 코팅층(20)에 의한 본 발명에 따른 복합 도체의 전기전도성의 향상이 미미한 반면, 약 0.1 초과인 경우 상기 그라핀 코팅층 내부의 결함이 발생하여 상기 그라핀 코팅층의 도전율 및 방열 특성이 크게 저하될 뿐만 아니라 상기 그라핀 코팅층 자체가 쉽게 파손될 수 있다.
예를 들어, 반경(r)이 0.02 내지 2 mm인 구리(투자율 : 0.99999 H/m, 도전율 : 1.0) 도체(10)의 표면에 두께(t)의 그라핀 코팅층(20)이 형성된 복합 도체에 관한 상기 함수(ε) 값이 약 0.01 내지 0.1인 경우 상기 복합 도체에 흐르는 교류 전류의 주파수에 따른 도체(10)의 반경(r)과 그라핀 코팅층(20)의 두께(t)의 비(r/t)는 아래와 같다.
(i) 교류 전류의 주파수가 0 ~ 10 kHz인 경우 1,000<r/t<18,000
(ii) 교류 전류의 주파수가 10 kHz ~ 1 GHz인 경우 950<r/t<13,900
(iii) 교류 전류의 주파수가 1 GHz 이상인 경우 950<r/t<10,000
또한, 반경(r)이 0.02 내지 2 mm인 알루미늄(투자율 : 1.000021 H/m, 구리비 도전율 : 0.607) 도체(10)의 표면에 두께(t)의 그라핀 코팅층(20)이 형성된 복합 도체에 관한 상기 함수(ε) 값이 약 0.01 내지 0.1인 경우 상기 복합 도체에 흐르는 교류 전류의 주파수에 따른 도체(10)의 반경(r)과 그라핀 코팅층(20)의 두께(t)의 비(r/t)는 아래와 같다.
(i) 교류 전류의 주파수가 0 ~ 10 kHz인 경우 1,650<r/t<19,000
(ii) 교류 전류의 주파수가 10 kHz ~ 1 GHz인 경우 1,560<r/t<22,900
(iii) 교류 전류의 주파수가 1 GHz 이상인 경우 1,560<r/t<16,400
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
10 : 도체 20 : 그라핀 코팅층

Claims (8)

  1. 도체 및 상기 도체의 표면에 형성된 그라핀 코팅층을 포함하고,
    아래 수학식 2의 함수(ε) 값이 0.01 내지 0.1인, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체.
    [수학식 2]
    Figure pat00008

    상기 수학식 2에서,
    r은 상기 도체의 반경이고,
    δ는 아래 수학식 1에 정의된 바와 같고,
    [수학식 1]
    Figure pat00009

    상기 수학식 1에서,
    f는 상기 도체에 흐르는 전류의 주파수이고,
    μB는 상기 도체의 투자율이고,
    σB는 상기 도체의 도전율이다.
    t*는 아래 수학식 3에 정의된 바와 같다.
    [수학식 3]
    Figure pat00010

    상기 수학식 3에서,
    r은 상기 도체의 반경이고,
    t는 상기 그라핀 코팅층의 두께이고,
    μg는 상기 그라핀 코팅층의 투자율이고,
    σg는 상기 그라핀 코팅층의 도전율이고,
    μB는 상기 도체의 투자율이고,
    σB는 상기 도체의 도전율이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도체가 투자율이 0.99999 H/m이고 도전율이 1.0이며 반경(r)이 0.02 내지 2 mm인 구리 도체인 경우, 상기 복합 도체에 흐르는 교류 전류의 주파수에 따른 상기 도체의 반경(r)과 상기 그라핀 코팅층의 두께(t)의 비(r/t)가 아래 (i) 내지 (iii)의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체.
    (i) 교류 전류의 주파수가 0 ~ 10 kHz인 경우 1,000<r/t<18,000
    (ii) 교류 전류의 주파수가 10 kHz ~ 1 GHz인 경우 950<r/t<13,900
    (iii) 교류 전류의 주파수가 1 GHz 이상인 경우 950<r/t<10,000
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도체가 투자율이 1.000021 H/m이고 구리비 도전율이 0.607이며 반경(r)이 0.02 내지 2 mm인 알루미늄 도체인 경우, 상기 복합 도체에 흐르는 교류 전류의 주파수에 따른 상기 도체의 반경(r)과 상기 그라핀 코팅층의 두께(t)의 비(r/t)가 아래 (i) 내지 (iii)의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체.
    (i) 교류 전류의 주파수가 0 ~ 10 kHz인 경우 1,650<r/t<19,000
    (ii) 교류 전류의 주파수가 10 kHz ~ 1 GHz인 경우 1,560<r/t<22,900
    (iii) 교류 전류의 주파수가 1 GHz 이상인 경우 1,560<r/t<16,400
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도체는 이종 금속이 도금되거나 도금되지 않은 구리, 구리합금, 알루미늄 또는 알루미늄합금인 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이종 금속은 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 납(Pb), 이리듐(Ir) 및 백금(Pt)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속인 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이종 금속에 의한 도금 두께는 0.1 내지 0.7 ㎛인 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그라핀 코팅층에 질소(N) 또는 인(P)이 도핑된 것을 특징으로 하는, 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 그라핀 코팅층을 포함하는 복합 도체 및 상기 복합 도체에 피복된 절연층을 포함하는 전선.
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