储能元件及其制备方法和用途与流程

本发明涉及一种储能元件及其制备方法和用途。

背景技术：

1、固态储氢是通过储氢合金与氢气发生可逆反应，形成金属氢化物来实现氢气的储存。该反应在吸氢时会释放出大量热量，放氢时则需要吸收大量热量。若不能及时将吸氢放出的热量导出，或补充放氢时所需要的热量，反应均会受限，甚至停止。储氢合金在吸放氢过程中由于氢原子在晶格中进出，会使储氢合金体积膨胀和收缩，导致合金粉化。粉化后的储氢合金导热性能变劣，进一步影响了储氢合金与外界的热量传递。而且粉化后的储氢合金极易随氢气流飘散，在储氢设备的管道和内部角落聚集，堵塞管道，产生局部应力集中，破坏容器，造成安全隐患。

2、cn114440123a公开了一种固态储氢罐用储氢床体元件，包括储氢合金、胶凝材料和导热材料。胶凝材料为双液加成型硅凝胶，双液加成型硅凝胶包括硅凝胶a液和硅凝胶b液，先按比例将硅凝胶a液和导热材料混合均匀得到改性硅凝胶，再将储能合金与改性硅凝胶混合均匀，然后加入硅凝胶b液混合均匀使其固化得到颗粒状混合物，最后通过模具对固化后的颗粒状混合物进行压制，得到成块的储氢床体元件。

3、cn101636451b公开了一种树脂组合物，包括树脂和贮氢合金粉末，其中当在贮氢容器中吸收-释放氢气时，贮氢容器的壁上产生的形变α为1000×10-6以下，贮氢容器是通过将树脂组合物填充到容器中使得贮氢合金粉末的体积与容器内的内容量之比成为40至80体积％而得到的，其中树脂是在25℃下1/4稠度为10至200的凝胶状树脂。

4、上述方法虽然能够减少材料的应变，但是材料的储氢和放氢量仍有待提高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种储能元件，本发明的储能元件具有较小的应变，良好的形态保持能力，且对储能元件的储能量影响较小。本发明的另一个目的在于提供一种储能元件的制备方法。本发明的再一个目的在于提供一种储能元件的用途。

2、一方面，本发明提供了一种储能元件，包括弹性基体；所述弹性基体内分散有储能材料和导热材料，所述弹性基体内分布有气孔，所述气孔的体积为所述储能元件体积的15～40％。

3、根据本发明的储能元件，优选地，所述储能材料的d50为50～150μm，所述导热材料的d50为30～150μm。

4、根据本发明的储能元件，优选地，所述储能材料选自稀土系储氢合金、钛系储氢合金、镁系储氢合金、钒基固溶体、配位氢化物、金属氮氢化物、碳系储氢材料中的一种或多种；

5、所述导热材料选自金属导热材料、碳基导热材料中的一种或多种；

6、所述弹性基体由有机硅橡胶和/或有机硅树脂形成。

7、根据本发明的储能元件，优选地，所述弹性基体为1～50重量份，所述储能材料为1～500重量份，所述导热材料为0.5～50重量份。

8、根据本发明的储能元件，优选地，在相同的测试条件下，所述储能元件的储能量为m，所述储能元件中所含的储能材料的储能量为m，所述m≥0.8m。

9、另一方面，本发明提供了一种储能元件的制备方法，包括如下步骤：将包括储能材料、形成弹性基体的材料、导热材料和造孔剂的原料固化。

10、根据本发明的制备方法，优选地，所述形成弹性基体的材料包括有机硅聚合物和固化剂，所述造孔剂选自气态造孔剂或在固化温度下产生气体的固态造孔剂。

11、根据本发明的制备方法，优选地，将含有有机硅聚合物和储能材料的第一混合物与含有导热材料、固态造孔剂和固化剂的第二混合物混合，然后在50～90℃下抽真空15～50min。

12、根据本发明的制备方法，优选地，向含有机硅聚合物、储能材料、导热材料和固化剂的混合物中通入气态造孔剂，然后在50～90℃下抽真空15～50min。

13、再一方面，本发明提供了上述储能元件或由上述制备方法制备得到的储能元件在存储氢气中的用途。

14、本发明的储能元件具有较小的应变，良好的形态保持能力，且对储能材料的储能量影响较小。减少了储氢合金吸氢、放氢过程中由于体积变化产生的不良影响，减少了粉化合金对储能设备的不良影响。

技术特征：

1.一种储能元件，其特征在于，所述储能元件包括弹性基体；所述弹性基体内分散有储能材料和导热材料，所述弹性基体内分布有气孔，所述气孔的体积为所述储能元件体积的15～40％。

2.根据权利要求1所述的储能元件，其特征在于，所述储能材料的d50为50～150μm，所述导热材料的d50为30～150μm。

3.根据权利要求1所述的储能元件，其特征在于，所述储能材料选自稀土系储氢合金、钛系储氢合金、镁系储氢合金、钒基固溶体、配位氢化物、金属氮氢化物、碳系储氢材料中的一种或多种；

4.根据权利要求1所述的储能元件，其特征在于，所述弹性基体为1～50重量份，所述储能材料为1～500重量份，所述导热材料为0.5～50重量份。

5.根据权利要求1所述的储能元件，其特征在于，在相同的测试条件下，所述储能元件的储能量为m，所述储能元件中所含的储能材料的储能量为m，所述m≥0.8m。

6.一种储能元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将包括储能材料、形成弹性基体的材料、导热材料和造孔剂的原料固化。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述形成弹性基体的材料包括有机硅聚合物和固化剂，所述造孔剂选自气态造孔剂或在固化温度下产生气体的固态造孔剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将含有有机硅聚合物和储能材料的第一混合物与含有导热材料、固态造孔剂和固化剂的第二混合物混合，然后在50～90℃下抽真空15～50min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，向含有机硅聚合物、储能材料、导热材料和固化剂的混合物中通入气态造孔剂，然后在50～90℃下抽真空15～50min。

10.根据权利要求1～5任一项所述储能元件或由权利要求6～9任一项所述的制备方法制备得到的储能元件在存储氢气中的用途。

技术总结本发明公开了一种储能元件及其制备方法和用途。本发明的储能元件包括弹性基体；所述弹性基体内分散有储能材料和导热材料，所述弹性基体内分布有气孔，所述气孔的体积为所述储能元件体积的15～40％。本发明的储能元件具有较小的应变，良好的形态保持能力，且对储能材料的储能量影响较小。技术研发人员：赵玉园,王利,蔚志红,张旭,胡雪娇,白金,刘倩雯,李宝犬受保护的技术使用者：包头稀土研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/18