[发明专利]相变储能材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于储能材料技术领域，具体地讲，涉及一种相变储能材料及其制 备方法。

背景技术

相变储能材料作为一种高效的热能储存介质，在航空航天、太阳能利用、 采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军事工程、储热建筑等诸多领域都有 重要的应用价值和广阔的应用前景。

传统的相变储能材料主要包括结晶水合盐和熔融盐等无机相变储能材料， 以及高级脂肪烃(石蜡)、高级脂肪酸、醇及其混合物等有机相变储能材料。但 是，通常无机相变储能材料存在着以下两个问题：一是过冷现象，即该相变储 能材料冷凝到冷凝点时并不结晶，导致其内部物质不能及时发生相变，从而影 响热量的及时释放和利用；二是出现相分离现象，即当温度上升时，该相变储 能材料所释放出来的结晶水的数量不足以熔解所有的非晶态固体脱水盐(或低 水合物盐)，在逆向过程中，沉降到底部的脱水盐又无法和结晶水结合而不能重 新结晶，使得相变过程不可逆，从而造成该相变储能材料的储能能力随着相变 次数的增加而逐渐下降。而有机相变储能材料存在以下缺点：导热系数小、密 度小、相变温度低、易挥发、相变时体积变化大，以及易被空气缓慢氧化而老 化，甚至燃烧等缺点。

近年来，复合型相变储能材料应运而生，它既能有效克服单一的无机相变 储能材料或有机相变储能材料存在的缺点，又可以改善相变储能材料的应用效 果并扩展其应用范围。但是，复合型相变储能材料包括相变材料和支撑材料两 部分，相变材料和支撑材料通过吸附等方法来形成复合型相变储能材料，但经 过复合形成的相变储能材料的储能密度会降低，且该类相变储能材料的制备工 艺复杂、稳定性差。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种相变储能材料及其制 备方法，该相变储能材料可以解决无机相变储能材料及有机相变储能材料的各 自缺点，同时保留各自优点，可以克服有机相变储能材料普遍存在的热稳定性 不高、易挥发等问题，提高相变储能材料的性能；同时与复合型相变储能材料 相比，其制备工艺简单，易于实施。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种相变储能材料的制备方法，包括步骤：A、将物质的量之比为1:1～3的 季铵盐和金属氯化物混合，得到第一混合物；所述金属氯化物为ⅢA族、ⅣA 族、ⅠB族和ⅡB族的金属氯化物，所述季铵盐为

其中，所述R₁选自CH₃、C₂H₅、C₃H₇、C₄H₉中的任意一种，所述R₂选自C₂H₅、 C₃H₇、C₄H₉、C₂H₄OH、C₆H₅CH₂中的任意一种；B、采用熔融共混法将所述第 一混合物在120℃～150℃下熔融5min～20min，得到第二混合物；C、将所述第 二混合物加热干燥，再冷却至完全结晶，得到相变储能材料。

进一步地，在所述步骤B中，所述第一混合物在搅拌的条件下进行熔融共 混。

进一步地，所述金属氯化物选自ZnCl₂、SnCl₂、AuCl₃、GaCl₃、AlCl₃中的 任意一种。

进一步地，所述季铵盐选自氯化2-羟乙基三甲铵、三甲基乙基氯化铵、苄 基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、四乙基氯化铵、四丁基氯化铵中的任意 一种。

进一步地，所述步骤C的具体方法为：将所述第二混合物在真空下于60℃ ～80℃加热干燥10h～15h；将经过加热干燥的所述第二混合物于20℃～25℃下冷 却5min～10min，至完全结晶，得到所述相变储能材料。

本发明的另一目的还在于提供一种相变储能材料，包括物质的量之比为 1:1～3的季铵盐和金属氯化物；所述金属氯化物为ⅢA族、ⅣA族、ⅠB族和Ⅱ B族的金属氯化物，所述季铵盐为