[发明专利]金属/碳纳米管复合电线

说明书

本公开涉及金属/碳纳米管复合电线。公开了一种多线束复合电导体组件(10)。所述多线束复合电导体组件(10)包括由碳纳米管形成的线束(12)和具有与所述碳纳米管线束基本上相同长度的细长金属线束(14)。所述组件还可包括具有与所述碳纳米管线束(12)基本上相同长度的多个金属线束(14)。所述碳纳米管线束(12)可经定位作为中央线束(12)，并且所述多个金属线束(14)围绕所述碳纳米管线束(12)。所述金属线束(14)可由材料(诸如铜、银、金或铝)形成，并且可用材料(诸如镍、锡、铜、银和/或金)镀覆。替代地或附加地，所述金属线束(14)可被材料(诸如镍、锡、铜、银和/或金)覆盖。

关联申请的交叉引用

本申请要求2017年2月20日提交的美国专利申请No.15/436,898的优先权的权益。

技术领域

本发明大体涉及电线，并且更具体地涉及由碳纳米管和金属线束形成的复合电线。

背景技术

传统上，汽车电缆由铜线导体制成，其在典型的载客车辆中可能具有15至28千克的质量。为了减小车辆质量来满足车辆排放要求，汽车制造商已经开始使用铝导体。然而，与相同尺寸的铜线相比，铝线导体具有减小的抗断强度和减小的伸展强度，并且因此并不是具有小于0.75mm²(直径约0.5mm)的横截面的电线的最佳替代品。现代车辆中的许多电线正在传输数字信号，而不是携载通过车辆的电力。对数据信号电路选择的电线直径通常由电线的电线强度要求而不是电线的电特性来驱动，并且可以通过使用小直径电线有效地制造电路。

采用强度构件(诸如芳族聚酰胺纤维线束)与金属线束相结合的细长复合导体或复合电线已经被用于改进强度并减轻最终导体的重量。其他复合材料(诸如包含不锈钢线束的复合材料)已经被用于提高强度并且对重量几乎没有影响。然而，包含诸如芳族聚酰胺纤维的非导电构件或诸如不锈钢的高电阻构件会增加复合电线的整体电阻。此外，复合电线不能很好地适用于压接在端子上而端接。在压接过程期间，非导电或高电阻构件可能移动到电线的外部部分，由此导致在端子和电线之间增加的电阻。该增加是由于芳族聚酰胺纤维和不锈钢线束的高电阻导致的。

绞合碳纳米管(CNT)是轻质导电体，可以为小直径电线提供足够的强度。然而，CNT线束目前不能为大多数汽车应用提供足够的导电性。此外，CNT线束不容易通过压接在端子上而端接。进一步，由于不容易被焊料弄湿，所以CNT线束难以通过焊接在端子上而端接。

由此，对于用于小规格布线的铜线导体的较小质量替代物仍然是期望的。

背景技术部分中所讨论的主题不应当只因为它在背景技术部分中的提及而被假定为现有技术。类似地，背景技术部分中提到的或与背景技术部分的主题相关联的问题不应被假定为在现有技术中已经被在先认识到。背景技术部分中的主题仅仅表示不同的方法，它们本身也可能是发明。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种多线束复合电导体组件。多线束复合电导体组件包括基本上由具有至少50毫米的长度的碳纳米管组成的细长线束和与碳纳米管线束具有基本相同长度的细长金属线束。该组件还可包括具有与碳纳米管线束基本上相同长度的多个金属线束。碳纳米管线束可被定位成中央线束，并且多个金属线束包围碳纳米管线束。该组件可包括一根碳纳米管线束和六根金属线束。金属线束可由材料(诸如铜、银、金或铝)形成。金属线束可镀有材料(诸如镍、锡、铜、银和/或金)。替代地或附加地，金属线束可被材料(诸如镍、锡、铜、银和/或金)覆盖。该组件还可以包括压接或焊接到组件的一端的电端子。该组件也可以包括由包封金属线束和碳纳米管线束两者的介电聚合物材料形成的绝缘套管。

附图说明

现在将参考各个附图通过示例的方式来描述本发明，其中：

图1是根据一个实施例的多线束复合电导体组件的立体图；

图2是根据一个实施例的压接到图1的多线束复合电导体组件的端子的截面图；以及