本發(fā)明涉及電力傳輸，更具體地，涉及聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜及其制備方法。

背景技術：

1、儲能電纜是專門用于連接儲能系統(tǒng)(如電池組、超級電容器、飛輪儲能裝置等)與電力網絡或負載設備的高性能電纜，承擔電能傳輸、信號控制及系統(tǒng)保護功能。其核心特點是需滿足高功率密度、頻繁充放電、極端環(huán)境適應性等特殊需求。

2、傳統(tǒng)儲能電纜存在以下缺陷：1)電磁干擾(emi)：儲能系統(tǒng)頻繁充放電產生的脈沖電流引發(fā)電磁輻射(30mhz-1ghz頻段超標40db)；2)機械疲勞與腐蝕：電纜長期彎折或濕熱環(huán)境易導致導體斷裂、護套開裂(鹽霧試驗500小時后電阻變化率＞5％)；3)護套材料性能不足：傳統(tǒng)聚乙烯護套柔韌性差、抗疲勞性低，難以滿足頻繁彎折需求。

3、因此，有必要提出聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜及其制備方法及其使用方法，以解決現(xiàn)有儲能電纜抗電磁干擾能力差且機械強度低的問題

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜及其制備方法及其使用方法，以解決現(xiàn)有儲能電纜的電磁干擾強、機械壽命短及護套易老化的問題。

2、根據本發(fā)明的一個方面，提供聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜，包括雙層電磁屏蔽層和聚輪烷改性聚乙烯護套，聚輪烷改性聚乙烯護套套裝在雙層電磁屏蔽層的表面，且聚輪烷改性聚乙烯護套是通過hdpe基材中接枝環(huán)糊精基聚輪烷動態(tài)網絡與含氮化硼納米片和輪胎膠粉密煉以得得到的材料。

3、在上述方案基礎上優(yōu)選，所述雙層電磁屏蔽層包括內層和外層，且內層為鍍銀銅絲編織層，內層覆蓋率≥95％，外層為鐵氧體-硅橡膠復合涂層，外層的厚度為0.5-1mm，鐵氧體質量占比50％-70％。

4、在上述方案基礎上優(yōu)選，所述聚輪烷改性聚乙烯護套的斷裂伸長率≥350％，自修復效率≥80％。

5、本發(fā)明還提供了一種制備所述的聚輪烷改性聚乙烯護套的方法，包括以下步驟：

6、步驟1.高密度聚乙烯(hdpe)與馬來酸酐(mah)按質量比98:2混合，加入0.8wt％過氧化二異丙苯(dcp)作為引發(fā)劑，在密煉機中于190℃熔融共混10分鐘，以得到馬來酸酐接枝聚乙烯(pe-g-mah)；

7、步驟2.將環(huán)糊精基聚輪烷與3-巰基丙酸(mpa)按1:1.2摩爾比混合，加入n,n’-二環(huán)己基碳二亞胺(dcc)催化劑；在室溫下反應24小時，經透析純化后獲得巰基化聚輪烷(pr-sh)，硫醇含量2.3mmol/g；

8、步驟3.硫醇-酸酐反應接，將pr-sh充分干燥后，將pe-g-mah與pr-sh按質量比85:15加入密煉機，并加入1wt％1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯(dbu)和2wt％抗氧化劑1010，在160℃下反應10分鐘，形成共價交聯(lián)網絡；

9、步驟4.將產物浸泡于3％過氧化氫溶液中氧化6小時，洗滌干燥后獲得含動態(tài)二硫鍵的護套材料；

10、步驟5.將氮化硼納米片和廢舊輪胎膠粉與pe-pr-ss在180℃密煉15分鐘，制得最終護套材料。

11、在上述方案基礎上優(yōu)選，步驟3的動態(tài)交聯(lián)密度為0.5-1.5mol/m3。

12、在上述方案基礎上優(yōu)選，步驟5中的氮化硼納米片的粒徑為50-150nm，體積占比5％-10％。

13、在上述方案基礎上優(yōu)選，步驟5中的廢舊輪胎膠粉的粒徑為60-250目，體積占比10％-15％。

14、本發(fā)明的聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜及其制備方法，通過碳纖維-銅復合導體、納米流體主動散熱、雙層寬頻屏蔽及聚輪烷改性聚乙烯護套的協(xié)同設計，解決了傳統(tǒng)電纜散熱差、電磁干擾強、易老化及護套性能不足的問題。該電纜載流量提升38.9％，溫升降低60％，彎曲壽命＞5×106次，適用于新能源電站、電動汽車快充等高要求場景。

技術特征：

1.聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜，其特征在于，包括雙層電磁屏蔽層和聚輪烷改性聚乙烯護套，聚輪烷改性聚乙烯護套套裝在雙層電磁屏蔽層的表面，且聚輪烷改性聚乙烯護套是通過hdpe基材中接枝環(huán)糊精基聚輪烷動態(tài)網絡與含氮化硼納米片和輪胎膠粉密煉以得得到的材料。

2.如權利要求1所述的聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜，其特征在于，所述雙層電磁屏蔽層包括內層和外層，且內層為鍍銀銅絲編織層，內層覆蓋率≥95％，外層為鐵氧體-硅橡膠復合涂層，外層的厚度為0.5-1mm，鐵氧體質量占比50％-70％。

3.如權利要求1所述的聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜，其特征在于，所述聚輪烷改性聚乙烯護套的斷裂伸長率≥350％，自修復效率≥80％。

4.一種制備如權利要求1所述的聚輪烷改性聚乙烯護套的方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.如權利要求4所述的聚輪烷改性聚乙烯護套的制備方法，其特征在于，步驟3的動態(tài)交聯(lián)密度為0.5-1.5mol/m3。

6.如權利要求4所述的聚輪烷改性聚乙烯護套的制備方法，其特征在于，步驟5中的氮化硼納米片的粒徑為50-150nm，體積占比5％-10％。

7.如權利要求4所述的聚輪烷改性聚乙烯護套的制備方法，其特征在于，步驟5中的廢舊輪胎膠粉的粒徑為60-250目，體積占比10％-15％。

技術總結
本發(fā)明的聚輪烷改性聚乙烯護套的復合結構儲能電纜及其制備方法，通過碳纖維?銅復合導體、納米流體主動散熱、雙層寬頻屏蔽及聚輪烷改性聚乙烯護套的協(xié)同設計，解決了傳統(tǒng)電纜散熱差、電磁干擾強、易老化及護套性能不足的問題。該電纜載流量提升38.9％，溫升降低60％，彎曲壽命＞5×10<supgt;6</supgt;次，適用于新能源電站、電動汽車快充等高要求場景。

技術研發(fā)人員：章國榜,張榮,章澤昊,施曉珠,施曉寶,鄭家歡,李偉,章珈淏
受保護的技術使用者：武漢宏聯(lián)電線電纜有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8