一种相变储热模块及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115979039A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310074877.4F28F21/00(2006.01)(22)申请日2023.01.18(71)申请人全球能源互联网欧洲研究院地址德国柏林康德大街162号申请人国网智能电网研究院有限公司国网山东省电力公司济宁供电公司国家电网有限公司北京智慧能源研究院(72)发明人朝木日丽格谯耕张高群赵鹏程徐李阳(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250专利代理师纪赞(51)Int.Cl.F28D20/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种相变储热模块及其制备方法(57)摘要一种相变储热模块及其制备方法，属于相变储热技术领域，克服现有技术中相变储热模块高温易变形的缺陷。本发明相变储热模块，包括热芯和封装层；所述热芯和封装层均为复合材料，形成的结构均包括连续相和分散相；封装复合材料中每种材料的熔点均≥热芯复合材料的熔点；封装复合材料的连续相与热芯复合材料的连续相莫氏硬度差≤2.2。本发明相变储热模块可承受的温度更高，不容易变形，在高温条件下可适用的时间更长。CN115979039ACN115979039A权利要求书1/1页1.一种相变储热模块，其特征在于，包括热芯和封装层；所述热芯和封装层均为复合材料，形成的结构均包括连续相和分散相；封装复合材料中每种材料的熔点均≥热芯复合材料的熔点；封装复合材料的连续相与热芯复合材料的连续相莫氏硬度差≤2.2。2.根据权利要求1所述的相变储热模块，其特征在于，所述热芯为等效直径0.5cm～20cm，高度0.5cm～40cm的柱状体，所述封装层的厚度为热芯等效直径的1％～20％。3.根据权利要求1所述的相变储热模块，其特征在于，所述封装复合材料为Al‑高导陶瓷体系：包括铝粉和Al2O3粉末，所述铝粉的体积分数为20‑60％；或所述封装复合材料为SiC‑C体系：包括碳化硅、石墨和硅，石墨和硅质量比为2:1～3:1，所述碳化硅与石墨和硅的混合物的质量比为5:2～7:2。4.根据权利要求3所述的相变储热模块，其特征在于，所述Al‑高导陶瓷体系中，铝粉为200‑400目，Al2O3粉末为100‑300目，铝粉的直径大于Al2O3粉末的直径；所述SiC‑C体系中，还包括硅酸钠粘合剂，所述硅酸钠粘合剂包括5‑15wt％的Na2O，20‑40wt％的SiO2，50‑70wt％的H2O。5.根据权利要求1所述的相变储热模块，其特征在于，所述热芯复合材料为石墨‑金属体系或金属‑金属体系。6.根据权利要求5所述的相变储热模块，其特征在于，金属‑金属体系中，分散相粒径小于连续相粒径；和/或分散相金属粉末的体积分数为20‑70％。7.一种权利要求1‑6任一项所述的相变储热模块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备封装复合材料和热芯复合材料；(2)填料；(3)冷压成型。8.根据权利要求7所述的相变储热模块的制备方法，其特征在于，还包括(4)固化。9.根据权利要求7所述的相变储热模块的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一项：A、步骤(2)填料包括：在模具中采用封装复合材料包埋热芯复合材料；B、步骤(3)中，冷压成型压力为300‑500MPa，保压时间5‑60s。10.根据权利要求8所述的相变储热模块的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括将热芯复合材料进行预压制；所述预压制的压力为30‑200Mpa。2CN115979039A说明书1/7页一种相变储热模块及其制备方法技术领域[0001]本发明属于相变储热技术领域，具体涉及一种相变储热模块及其制备方法。背景技术[0002]由于许多能源本质上是间歇性的，如太阳能、风能，因此储能在保存可用能源和提高其利用率方面发挥着重要作用。储能技术弥补了能源需求和供应之间的空白，并提供能源安全，提高利用效率，改善能源再分配。热能存储是通过使用能够以显热、潜热和热化学储热的形式或通过这些储存方法的组合来储存热能的材料来实现的。相变储热材料的性能决定了其在热能存储过程中的重要应用，封装技术有助于改善相变储热材料在相变过程中的泄露，减少了与周围环境的反应性。[0003]金属和合金类相变材料具有体积储热密度高，热稳定性好，导热率高和相变相偏析少等一系列优点，可适用于快速充放热设备，移动设备等，主要应用于中高温储热技术。然而大多数金属容易氧化；在相变熔融状态下对周围环境的严重腐蚀；在相变时有液相发生，其具有一定的流动性。所以必须考虑对其进行封装。而金属类相变材料易氧化，高温时有腐蚀性、流动性，这对我们选用封装材料和封装方式产生了困难。也是目前金属类储热相变材料在实际使用中受限的主要原因。[0004]现