[发明专利]基于熔化凝固法的稳定电控过冷相变镶嵌电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于熔化凝固法的稳定电控过冷相变镶嵌电极及其制备方法。该方法步骤如下：(1)使用低目数砂纸沿轴向和/或径向打磨电极，然后在熔融的三水乙酸钠中浸泡，取出并冷却，得到初级镶嵌电极；(2)使用砂纸沿轴向和/或径向打磨初级镶嵌电极，然后在熔融的三水乙酸钠中浸泡，取出并冷却，继续循环重复操作，最后再打磨一次，制得稳定电控过冷相变镶嵌电极。本发明制备的可控触发电极的良品率较高，且以轴向打磨制得的可控触发电极的电极表面具有梯度粗糙结构，可以实现局部触发相变，达到分段利用电极的效果。

技术领域

本发明属于可控触发相变蓄放热装置所用镶嵌电极的制备技术领域，具体涉及一种基于熔化凝固法的稳定电控过冷相变镶嵌电极及其制备方法。

背景技术

我国拥有非常丰富的太阳能资源，合理利用太阳能对改善我国能源结构来说具有重要的战略意义。然而，太阳能具有能量密度较低，能量的收集具有间歇性与随机性，能量分布不均匀等局限性，太阳能的大规模储存和跨时空传输的难度较大。相变材料(PCM)具有储能密度大、相变前后体积变化小、相变温度恒定、成本低、环境友好等优点。使用相变储能技术，将相变材料在相变过程中释放出来的热量储存起来，并在需要的时候释放出来，以此解决太阳能时空和供需求分配不均一的问题。

传统的相变储能技术是在相变材料达到相变温度时蓄放热能，而不能在某一个温度范围内实现按需释放热能，限制了相变储能技术的应用。无机相变材料具有过冷现象，在过冷温度下触发相变，可以实现热能的按需释放。三水合乙酸钠的熔点为58℃，过冷度可达89℃，熔解热较高(约为265kJ/kg)，材料成本较低，是一种具有较大应用潜力的中低温相变储热材料。

触发无机相变材料成核的方式主要有添加晶种、敲击振动、超声和外加电场等。然而，添加晶种和敲击振动的方法可控性较低；超声触发成核的方法需要安装额外的设备；外加电场的方法通常需要在＞1kV的电压下才能实现触发成核，成本高且有一定的安全风险。目前有研究人员在低电压下(0.5-1.8V)，使用镶嵌了三水合乙酸钠的电极，在过冷条件下成功触发三水合乙酸钠及其复合相变材料的结晶。

CN213713597U的实用新型专利提出一种基于可控相变材料包的蓄放热装置，该专利所述的可控触发电极是使用砂纸和三水合乙酸钠粉末晶体进行同时打磨，进而将三水合乙酸钠晶体镶嵌到经过打磨的金属电极中，是一种制备可控触发电极的可行方法。然而以这种方法制备出的可控触发电极镶嵌的三水合乙酸钠晶体的数量较少，电极制备后触发过冷相变的成功率较低，说明对于目前可控触发相变蓄放热装置来说，可控触发电极的制备方法仍不完善，需要进行改进。因此提供一种简单、易操作、成本低、一次触发成功率高的可控触发电极的制备方法具有重要的意义。

发明内容

针对现有可控触发电极制备方法制得电极存在的一次触发成功率较低的问题，本发明的首要目的在于提供一种基于熔化凝固法的稳定电控过冷相变镶嵌电极的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述方法制得的稳定电控过冷相变镶嵌电极。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于熔化凝固法的稳定电控过冷相变镶嵌电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)使用低目数砂纸沿轴向和/或径向打磨电极，然后在熔融的三水乙酸钠中浸泡1～30min后，取出并冷却至生成白色晶体，得到初级镶嵌电极；

(2)使用目数大于步骤(1)的砂纸沿轴向和/或径向打磨初级镶嵌电极，然后在熔融的三水乙酸钠中浸泡1～30min后，取出并冷却至生成白色晶体；继续循环重复上述打磨-浸泡-冷却的操作1～3次，每次打磨砂纸目数大于前次打磨砂纸目数；最后再次使用不小于前次目数的砂纸沿轴向和/或径向打磨，得到电控过冷相变镶嵌电极。

优选地，步骤(1)低目数砂纸的目数为80～320目。

优选地，步骤(2)所述砂纸的目数均为320～1200目。