本發明涉及充電電纜，尤其涉及一種高效傳輸的電動車充電用電纜及其制備工藝。

背景技術：

1、隨著全球電動汽車市場的迅速擴展，對高效、安全、智能的充電基礎設施的需求日益增加。電動車充電用電纜作為連接電動汽車與充電樁的關鍵部件，其性能直接影響充電效率和用戶體驗。傳統充電電纜在電流傳輸過程中存在能量損耗大、散熱性能差、重量重及缺乏智能化功能等問題，難以滿足未來高功率快速充電的需求。

2、因此，我們提出了一種高效傳輸的電動車充電用電纜及其制備工藝用于解決上述問題。

技術實現思路

1、本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種高效傳輸的電動車充電用電纜及其制備工藝。

2、為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

3、一種高效傳輸的電動車充電用電纜，包括如下重量份數的各組分：預應力拓撲超導導體層：二維拓撲超導異質結薄膜10～15份，由nbse2薄膜與bi2te3薄膜通過分子束外延交替生長形成；聚酰亞胺柔性基底2～4份，用于負載異質結薄膜并提供機械預應力；光子晶體絕緣層：六方氮化硼納米片8～12份；二氧化硅納米球20～30份；自組裝模板劑5～8份，用于構建周期性孔洞結構；磁電耦合界面層：bifeo3多鐵性納米線3～5份；石墨烯-黑磷異質結2～3份，由1～2層石墨烯與黑磷薄片通過范德華力堆疊；界面鍵合劑0.5～1份，用于增強異質結結合強度；自供電熱致變色護套層：硒化亞銅熱電粉末15～20份；釩氧化物相變材料8～12份；硅橡膠基體30～40份，用于分散熱電與相變材料并形成柔性護套。

4、作為優選的技術方案：

5、如上所述的一種高效傳輸的電動車充電用電纜，所述預應力拓撲超導導體層與光子晶體絕緣層的厚度比為1:0.5～0.8，且兩者通過磁電耦合界面層實現三維互穿結構，其中：所述拓撲超導導體層的nbse2薄膜表面具有周期性納米凹槽，與光子晶體絕緣層的sio2納米球形成機械錨定點；所述磁電耦合界面層的bifeo3納米線沿電纜軸向定向排列，其末端嵌入光子晶體絕緣層的周期性孔洞中，形成電荷回收通道。

6、如上所述的一種高效傳輸的電動車充電用電纜，所述自供電熱致變色護套層中，硒化亞銅熱電粉末與釩氧化物的空間分布滿足：硒化亞銅熱電粉末集中于護套層內表面，距離導體層0.1～0.3mm區域，釩氧化物分布于護套層外表面，距離外層界面0.05～0.1mm區域；硅橡膠基體在硒化亞銅熱電粉末與釩氧化物之間形成梯度相變緩沖層。

7、如上所述的一種高效傳輸的電動車充電用電纜，所述磁電耦合界面層中，bifeo3多鐵性納米線與石墨烯-黑磷異質結的空間排布滿足以下條件：bifeo3納米線沿電纜徑向呈螺旋纏繞結構，其表面覆蓋石墨烯-黑磷異質結薄層，形成連續磁電轉換網絡；石墨烯-黑磷異質結中，黑磷薄片以鋸齒狀邊緣與石墨烯的sp2雜化碳原子共價鍵合；界面鍵合劑的羥基基團與bifeo3納米線表面的氧空位結合，形成氫鍵橋接結構。

8、如上所述的一種高效傳輸的電動車充電用電纜，所述自供電熱致變色護套層中，硒化亞銅熱電粉末與釩氧化物的復合結構滿足：硒化亞銅顆粒表面包覆釩氧化物納米殼層，形成核殼結構，核殼質量比為3:1～5:1；核殼顆粒在硅橡膠基體中按溫度梯度定向分布：靠近導體層區域cu2se核占比＞90％，外層區域vo2殼占比＞80％；硅橡膠基體中摻雜氮化硼納米片，其平面方向沿熱流方向排列，形成定向導熱通道。

9、本發明的第二發明給出了一種高效傳輸的電動車充電用電纜的制備工藝，包括以下步驟：s1：在聚酰亞胺基底表面通過分子束外延交替沉積nbse2與bi2te3，形成異質結薄膜，經1.0％拉伸應變處理生成納米凹槽，得到超導導體帶材；s2：以聚苯乙烯微球為模板，填充h-bn/sio2混合物，去除模板后形成周期性孔洞結構，得到光子晶體絕緣塊體；s3：將bifeo3納米線定向排列并包覆石墨烯-黑磷，經kh-550固化形成氫鍵網絡，得到磁電復合膜；s4：將cu2se@vo2核殼顆粒與硅橡膠混合，擠出成型并梯度固化，得到熱致變色護套管；s5：將超導導體帶材、磁電復合膜、光子晶體絕緣塊體及熱致變色護套管逐層鍵合，紫外梯度固化，得到集成所有功能層的充電電纜。

10、作為優選的技術方案：

11、如上所述的一種高效傳輸的電動車充電用電纜的制備工藝，所述步驟s1中拉伸應變處理包括以下子步驟：s11預應變加載：將沉積完成的異質結薄膜-基底復合體置于恒溫箱，沿電纜軸向施加0.5％拉伸應變，保持12小時；s12動態應變循環：以0.1hz頻率在0.5％～1.5％應變范圍內循環加載100次，每次循環包含30秒保持時間；s13終應變鎖定：最終穩定至1.0％拉伸應變并維持24小時，使納米凹槽深度梯度分布，內層80±5nm，外層60±5nm。

12、如上所述的一種高效傳輸的電動車充電用電纜的制備工藝，所述步驟s2中光子晶體絕緣塊體制備還包括：s21多層交替填充：在聚苯乙烯模板孔隙內交替注入h-bn納米片懸浮液與sio2溶膠，每層干燥后再注入下一層，總層數5～8層；s22梯度退火：模板去除后，將復合塊體在氮氣氛圍下以10℃/min升溫至500℃，維持1小時后以5℃/min降溫至200℃，形成h-bn/sio2化學鍵合界面；s23表面功能化：將退火后的塊體浸入硅烷偶聯劑kh-570溶液中，60℃處理2小時，表面生成疏水基團。

13、如上所述的一種高效傳輸的電動車充電用電纜的制備工藝，所述步驟s3中bifeo3納米線定向排列通過以下方法實現：s31磁場-電場協同調控：將bifeo3納米線分散于乙醇中，在平行板電極間施加10kv/m電場，同時施加1t軸向磁場，使納米線呈螺旋纏繞排列；s32原位等離子體修飾：在排列過程中，以ar/o2混合氣體等離子體轟擊納米線表面，生成氧空位濃度＞1×1020cm-3；s33石墨烯-黑磷共價接枝：通過cvd在納米線表面生長石墨烯，再與黑磷薄片在300℃下加壓鍵合，形成p-c鍵。

14、如上所述的一種高效傳輸的電動車充電用電纜的制備工藝，所述步驟s4中梯度固化包括：s41軸向溫度梯度控制：擠出過程中護套管內外層溫差維持δt＝50±5℃，使cu2se@vo2核殼顆粒按核殼比梯度分布；s42紫外-紅外交替輻照：擠出后依次進行紫外輻照與紅外退火；s43磁場誘導h-bn定向：在紫外固化階段施加2t軸向磁場，使h-bn納米片平面方向與電纜軸向偏差角＜5°。

15、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

16、提高能量傳輸效率：通過采用超導導體層和降低介電常數的絕緣層，顯著降低了電阻和電容效應，提高了能量傳輸效率。

17、增強散熱性能：自供電熱致變色護套層能夠實時監測和預警電纜溫度，有效散發熱量，提高了電纜的安全性和可靠性。

18、提升柔韌性和耐候性：聚酰亞胺柔性基底和硅橡膠基體的使用，使得電纜具有良好的柔韌性和耐候性，適應復雜環境下的使用需求。

19、實現智能化功能：自供電熱致變色護套層的智能化功能為電纜提供了實時監測和預警的能力，提高了使用的便捷性和安全性。

20、綜上所述，本發明通過各組分之間的協同配合作用關系，實現了高效傳輸、良好散熱、優異柔韌性和智能化功能的新型電動車充電用電纜。