阅读说明：本技术 储能的电缆及其制备工艺 (Energy storage cable and preparation process thereof ) 是由 杨文伟 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电缆电线技术领域,尤其是自身具蓄电功能的储能的电缆及其制备工艺,克服使用蓄电池的空间占用和维护成本高的缺陷,方案是电缆包括芯部的导体、包裹导体的第一绝缘层,在第一绝缘层外包裹至少一组储电单元,储电单元外设护套层,储电单元包括自内向外依次的第一电极层、电解质层和第二电极层,第一电极层和第二电极层为由浸渍或涂覆导电介质烘干后的薄带包裹而成的包裹层,第一电极层和第二电极层在储能的电缆的两端分别伸出接线端；电解质层为由包含聚乙烯醇和磷酸的80～100℃水溶物涂抹于第一电极层烘干后形成的包裹层,产品经芯线制备、电极带制备、电解质制备、绕包第一电极层、涂抹电解质、绕包第二电极层和包覆护套层加工而成。(The invention relates to the technical field of cables and wires, in particular to an energy storage cable with an electric storage function and a preparation process thereof, which overcome the defects of space occupation and high maintenance cost of a storage battery, and the scheme is that the cable comprises a conductor of a core part and a first insulating layer wrapping the conductor, at least one group of electricity storage units are wrapped outside the first insulating layer, a sheath layer is arranged outside the electricity storage units, the electricity storage units comprise a first electrode layer, an electrolyte layer and a second electrode layer which are sequentially arranged from inside to outside, the first electrode layer and the second electrode layer are wrapping layers formed by wrapping thin strips which are impregnated or coated with conductive media and dried, and the first electrode layer and the second electrode layer respectively extend out of wiring terminals at two ends of the energy storage cable; the electrolyte layer is smeared on a wrapping layer formed after the first electrode layer is dried by a 80-100 ℃ water-soluble substance containing polyvinyl alcohol and phosphoric acid, and the product is formed by core wire preparation, electrode belt preparation, electrolyte preparation, wrapping of the first electrode layer, smearing of the electrolyte, wrapping of the second electrode layer and wrapping of the sheath layer.)

储能的电缆及其制备工艺

技术领域

本发明涉及电缆电线

技术领域

，尤其是一种储能的电缆及其制备工艺。

背景技术

目前，普通的电池连接电缆时电缆仅是作为电力传输用的，电缆与电池是分别的个体，需要配合使用，对使用空间要求大，以一种使用场合为例，农村道路或山村道路的太阳能路灯，白天太阳能电池产生的电能储存到蓄电池上，晚上蓄电池向LED照明灯供电，这种结构的缺点是需要使用蓄电池，灯杆上要设置蓄电池的安装结构和空间，另一个问题是这些场合的蓄电池容易被人盗窃转作它用，这样就导致现有的这种路灯制作成本和维护成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种自身具有储电功能的电缆，避免使用蓄电池情况下的空间占用和维护成本高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种储能的电缆，包括芯部的导体、包裹导体的第一绝缘层，在所述第一绝缘层外包裹有至少一组的储电单元，所述储电单元的外圈设有护套层，所述储电单元包括自内圈向外圈依次设置的第一电极层、电解质层和第二电极层，

所述第一电极层和第二电极层为由浸渍或涂覆导电介质烘干后的高分子带或无纺布带周向螺旋包裹或轴向包裹而成的包裹层，所述第一电极层和第二电极层在储能的电缆的两端分别具有延伸出的接线端；

所述电解质层为由包含电解介质的流体涂抹于第一电极层烘干后形成的包裹层。

具体的，所述电解质层为由包含聚乙烯醇和磷酸的80～100℃水溶物涂抹于第一电极层烘干后形成的包裹层。

为了增加储能的电缆的储电能力，所述储电单元为自内圈向外圈设置的两组或两组以上，相邻储电单元之间由第二绝缘层绝缘阻隔。

具体的，所述电缆芯部的包裹第一绝缘层的导体为一根或一根以上。

具体的，所述导体为两根，包括相互绝缘设置的正极导线和负极导线。

具体的，所述第一电极层为储电单元的正极电极，所述第二电极层为储电单元的负极电极。

另一种反向的设置是，所述第一电极层为储电单元的负极电极，所述第二电极层为储电单元的正极电极。

上述储能的电缆经过如下制备工艺制作而成，具有的步骤是：

(一)将高分子绝缘材料熔化挤出包覆在导体上形成包括导体与第一绝缘层的芯线；将碳纳米管导电剂在N-甲基吡咯烷酮或水中充分搅拌分散，再加入粘结剂搅拌形成导电介质，将导电介质涂抹或浸渍高分子带或无纺布带后烘干分别形成第一电极带和第二电极带；制备聚乙烯醇和磷酸的80～100℃水溶物备用；

(二)将第一电极带周向绕包或轴向包裹在芯线第一绝缘层外形成第一电极层；

(三)将制备的聚乙烯醇和磷酸的80～100℃水溶物在维持温度的状态下灌注在第一电极层外后烘干形成包覆第一电极层的电解质层；

(四)在电解质层外周向绕包或轴向包裹第二电极带形成第二电极层，由步骤(二)至(四)形成一个圆周的层状结构的储电单元；

(五)在第二电极层的表面挤包包覆熔融高分子材料冷却形成护套层。

增加电缆储电能力通过增加储电单元的数量，所以，在步骤(四)与步骤(五)之间还具有至少一次的涂覆或包裹第二绝缘层和重复(二)至(四)步骤至少一次的制备另外储电单元的过程。

本发明的有益效果是：本发明在线芯导体外包裹至少一组的储电单元，储电单元由正负极和电解质组成，使电缆既具有导电功能又具有蓄电功能，电缆的储电能力主要由长度、储电单元的数量和储电单元的电化学性能决定，可应用于一些不宜使用蓄电池的充放电场所。

附图说明

图1是本发明的横截面示意图；

图2是本发明的长度方向示意图。

图中：1、导体，2、第一绝缘层，3、护套层，4、第一电极层，5、电解质层，6、第二电极层，7、第二绝缘层，8、填充层。

具体实施方式

下面结合本发明说明书附图，对本发明实施方式中的技术方案进行详细描述。

如附图1的一种储能的电缆，包括芯部的导体1、包裹导体的第一绝缘层2，各包裹一第一绝缘层2的导体1为两根，为有助于工艺，第一绝缘层2外设有填充层8，填充层8的外轮廓为圆柱形，在填充层8外包裹有两组的储电单元，储电单元的外圈设有护套层3，每个储电单元包括自内圈向外圈依次设置的第一电极层4、电解质层5和第二电极层6，第一电极层4和第二电极层6为由浸渍或涂覆导电介质烘干后的高分子带或无纺布带周向螺旋包裹而成的包裹层，采用轴向包裹形式时，需要在带子上至少局部的涂胶才能与内圈材料相粘连，无论是周向或轴向的包裹，相邻带子都需要有堆叠的部分以保证完全的包裹，第一电极层4和第二电极层6在储能的电缆的两端分别具有延伸出的接线端，如附图2；电解质层5为由包含聚乙烯醇和磷酸的80～100℃水溶物涂抹于第一电极层4烘干后形成的包裹层，附图1的储电单元为自内圈向外圈设置的两组，两组的储电单元之间由第二绝缘层7绝缘阻隔，导体1包括相互绝缘设置的正极导线和负极导线。

第一电极层4为储电单元的正极电极，第二电极层6为储电单元的负极电极。

本发明电缆在使用时，利用第一电极层4和第二电极层6在电缆两端的延伸端作为接线端，各接线端根据需用与用电装置和控制装置电性联接，有两组或两组以上储电单元时，各储电单元的正负极根据需要进行并联或串联。

对应的上述储能的电缆的制备工艺，具有如下具体的步骤：

(一)将高分子绝缘材料熔化挤出包覆在导体1上形成包括导体1与第一绝缘层2的芯线；将碳纳米管导电剂在N-甲基吡咯烷酮或水中充分搅拌分散，再加入粘结剂搅拌形成导电介质，将导电介质涂抹或浸渍高分子带或无纺布带后经过电热管道烘干分别形成第一电极带和第二电极带；制备聚乙烯醇和磷酸的80～100℃水溶物备用；

(二)将第一电极带周向绕包在芯线第一绝缘层2外形成第一电极层4，生产线需采用智能主动收放线装置，电缆所受张力尽可能在低应力状态，相邻带子需要有堆叠的部分以保证完全的包裹；

(三)将制备的聚乙烯醇和磷酸的80～100℃水溶物在维持温度的状态下灌注在第一电极层4外后经过电热管道烘干形成包覆第一电极层4的电解质层5；生产线需采用智能主动收放线装置，电缆所受张力尽可能在低应力状态。

(四)在电解质层5外周向绕包第二电极带形成第二电极层6，相邻带子需要有堆叠的部分以保证完全的包裹，生产线需采用智能主动收放线装置，电缆所受张力尽可能在低应力状态。由步骤(二)至(四)形成一个圆周的层状结构的储电单元；

(五)在第二电极层6的表面挤包包覆熔融高分子材料冷却形成护套层3，生产线需采用智能主动收放线装置，电缆所受张力尽可能在低应力状态。

在步骤(四)与步骤(五)之间还具有一次的包裹绝缘带形成第二绝缘层7和重复(二)至(四)步骤一次的制备一组储电单元的过程，制成的储电电缆的横截面形状如图1。

上述的第一电极带和第二电极带为导电柔性薄膜的形式，电解质为烘干后的柔性固态薄膜形式。

本发明的创新在于集成的储能的电缆，储电单元的电极和电解质的电化学性能由现有技术和未来的技术情况而定。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。