[发明专利]一种相变储热材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种相变储热材料，包括碳酸盐和陶瓷基体，碳酸盐的粒度为2‑10μm，陶瓷基体的粒度为1‑10μm。本发明制备的相变储热材料不仅具有高储热密度和高导热率，相变储热材料的储热密度可达到700kJ/kg以上，导热率可达到4.5w/m.k以上，而且还大大的增加了相变储热材料的循环使用次数，循环次数可到达19000次以上。

技术领域

本发明涉及一种储热材料，属于新能源和节能材料领域。

背景技术

随着全球工业的迅猛发展以及化石燃料的不断减少，能源短缺和环境污染问题已成为世界各国面临的共同挑战，因此，如何提高能源利用效率成为当前人类面临的重要课题。

储能材料是提高能源利用率的重要手段之一，相变储热材料是储能材料的一个主流研究方向，其广泛应用于航天器热控、建筑节能、太阳能热利用、芯片散热等领域。无机盐相变储热材料由于其使用温度范围广、储热过程易于控制、价格低廉等优点，是目前应用最广泛的相变储热材料。储热密度以及导热率是用于对无机盐相变储热材料的储热性能的评价的主要指标，影响储热密度和导热率的因素众多且机理复杂，例如形成相变储热材料的原料种类、粒径以及原料之间形成的晶体的空间结构，由于影响无机盐相变储热材料的储热性能的因素众多且机理复杂，这为无机盐相变储热材料的研究带来了极大的困难，目前研究人员还未能确定导致无机盐相变储热材料的储热密度小、导热率差、对外部封装容器的腐蚀性强以及相变循环使用次数少的确切原因。

现有技术中，中国专利文献CN105018035A公开了一种高温复合储热材料及防腐涂层一体式封装制备方法，该方法先将碳酸钠、碳酸锂按照质量比为4:1-1:1混合研磨均匀得到二元熔融盐，再将二元熔融盐与氧化镁按质量比为1:2-4:1混合研磨均匀得到储热材料；而后将石墨和水玻璃混合均匀形成涂层配料；最后将储热材料完全包覆于涂层配料内部，再经加压、烧结后制得复合储热材料。

上述技术通过在储热材料外部包覆一层由高导热耐腐蚀的石墨和水玻璃形成的防腐层，不仅有效降低了储热材料在高温液态时对外部封装容器的腐蚀，还充分发挥了石墨的高导热优势，加强了复合材料的热传导性。但是即便如此，上述复合储热材料的导热率也只有3-4.1W/(m·K)，再加之其储热密度仅为380-550kJ/kg，所以仍无法达到本领域对无机盐相变储热材料的性能预期。

发明内容

本发明所要解决一个技术问题在于克服无机盐相变储热材料的储热密度小、导热率差的缺陷，从而提供一种储热密度大、导热率高的相变储热材料，同时还提供了对应上述相变储热材料的制备方法；

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中相变储热材料循环使用次数少的缺陷，从而提供一种可实现多次相变循环的相变储热材料，同时还提供了对应上述相变储热材料的制备方法。

一种相变储热材料，包括碳酸盐和陶瓷基体，所述碳酸盐的粒度为2-10μm，所述陶瓷基体的粒度为1-10μm。

优选的是，所述的相变储热材料中，以重量份计，所述碳酸盐为42-65份，所述陶瓷基体为25-48份。

优选的是，所述的相变储热材料中，所述碳酸盐为碳酸钾与碳酸钠按质量比(50-65)：(35-50)所形成的共晶体。

优选的是，所述的相变储热材料中，所述陶瓷基体为氧化物陶瓷。

优选的是，所述的相变储热材料中，还包括粘结剂3-10份。

优选的是，所述的相变储热材料中，所述粘结剂为纤维素、聚乙烯醇、糊精、粘土或高岭土中的一种或几种。

优选的是，所述的相变储热材料中，还包括导热增强材料5-10份，其中所述导热增强材料为碳化硅或石墨。

优选的是，所述的相变储热材料中，所述导热增强材料的粒度为7-10μm。

一种相变储热材料方法，其包括如下步骤：