[发明专利]一种石墨烯导线与金属端子的连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯导线的应用技术。尤其涉及一种石墨烯导线与金属端子的连接方法。

背景技术

导线是电流流经的通路，常规的导体都存在电阻，电流流通时无可避免地产生能量损耗，损耗的大小与导体的电阻成正比；

石墨烯是迄今为止常温下最优良的导体，电阻率比银（电阻率最小的金属）还小，随着石墨烯制备工艺的日益成熟，其成本必将呈雪崩式的大幅下降，加之石墨材料的富藏量和无害化，石墨烯被大面积应用于导线材料是大势所趋的技术进步的方向；

石墨烯是2D材料，其导电性和导热性仅在2D平面呈现，在厚度方向上的导电性和导热性并不比高纯度的石墨更好，而石墨烯导线必须经由金属端子才能与外部电路连接，因此，有效保证石墨烯导线与金属端子间良好的电接触及热接触是石墨烯导线实际应用的技术关键；

迄今为止，石墨烯在电导线方面的直接应用是全新的技术，石墨烯导线与金属端子的连接方法更是完全空白。

发明内容

本发明由绝缘基材1、石墨烯导线2、金属端子3共三部分组成。金属端子是石墨烯导线与外部电路连接的必要通路，金属端子在石墨烯导线的纵向端面处与石墨烯导线对接，为加长石墨烯导线与金属端子的连接长度，金属端子在与石墨烯导线接触的端面设计有锯齿状接触端面a、b、c、d、e、f，而a、b、c、d、e、f的长度总和与石墨烯导线宽度W之比，必须大于石墨烯电导率与金属端子电导率的比值；同时，金属端子的厚度与石墨烯导线的厚度之比，必须大于石墨烯导线的载流密度与金属端子载流密度之比；

绝缘基材是传统的绝缘材料，但必须与石墨烯的成膜性能相容——保证石墨烯能够在绝缘基材上有效成膜；

金属端子按照传统工艺固定在绝缘基材所设计的位置上，金属端子在与石墨烯导线端接的一端，设计有锯齿状接触端面，该端面可以保证石墨烯导线沿2D方向与金属端子连接的有效过渡，避免在连接端面处产生的电阻阶梯导致热岛效应；金属端子锯齿状接触端面的锯齿状折线的长度之和的设计依据是：保证折线之和与石墨烯导线宽度的比值大于石墨烯的电导率与金属端子的电导率之比；

为保证石墨烯导线的优良导电性能能够充分发挥，金属端子必须有足够的厚度；金属端子的厚度与石墨烯导线厚度的比值，必须大于石墨烯导线的载流密度与金属端子载流密度之比。

附图说明

图1：金属端子与石墨烯导线位置示意图

1——绝缘基材，

2——石墨烯导线，

3——金属端子；

图2：石墨烯导线与金属端子连接示意图

3——金属端子，

3-1——金属端子连接端面，

图3：接口俯视图

2——石墨烯导线，

3——金属端子，

a、b、c、d、e、f——金属端子锯齿状接触端面，

W——石墨烯导线宽度。