潜热蓄热体微囊及其制造方法技术

潜热蓄热体微囊具备：包含镓或镓合金的核、以及覆盖核并包含镓氧化物或镓水合物的壳。其制造方法包括：将液体状态的镓或镓合金制成粒子的粒子化工序、在蒸馏水中加热粒子而在粒子的表面形成镓水合物的水处理工序、以及氧化镓水合物而形成包含镓氧化物的壳的氧化处理工序。另外，其制造方法包括：将液体状态的镓或镓合金制成粒子的粒子化工序、将粒子冷却而制成固体状态的冷却工序、以及将粒子浸渍在规定pH的水溶液中而形成包含镓水合物的壳的pH处理工序。pH处理工序。pH处理工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】潜热蓄热体微囊及其制造方法


[0001]本专利技术涉及潜热蓄热体微囊及其制造方法，特别是涉及用包含镓氧化物或镓氢氧化物的壳覆盖包含镓或镓合金的核而得的潜热蓄热体微囊及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年，锂离子电池的开发不断推进，电池的高输出化、高容量化急速发展，但为了电池特性的优化、长寿命化、及安全性的进一步提高，需要高水平的电池的热管理。例如，在电池的充放电时，存在由于电池单元的发热而单元温度上升、导致电池性能的劣化、热失控的担忧，因而需要在电池的充放电时将单元温度维持在最优的温度(～50℃左右)。
[0003]另外，虽然电动汽车的续航距离得到改善，但另一方面，用于夏季期间的制冷、冬季期间的制热的电力消耗所导致的续航距离的减少正在成为问题。如果能够将在汽车内产生的热经由热泵而吸收、并有效地用于制冷或制热，则能够防止续航距离的减少，但与具有发动机这样的大的热源的内燃机汽车不同，电动汽车的热产生过程、热产生量少，因而需要更有效地收集热的高水平的热管理技术。
[0004]针对于此，PCM(Phase Change Material：相变物质)有可能能够用作吸收来自锂离子电池的发热、将模块内维持在一定温度的热缓冲物。另外，通过将PCM配置在各热产生部位而回收在多个部位间断性产生的热，也有可能能够用作一定温度的热源。因此，提出了用金属制的无缝囊包裹正构烷烃之类的有机化合物而得的潜热蓄热体的使用(例如，参照专利文献1)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2016
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215745号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]然而，通常PCM的热导率低，例如就上述潜热蓄热体而言，热导率非常低，为约0.21W/m
·
K，存在无法迅速吸收热的问题。另外，在电动汽车的内部能够配置蓄热材料的空间极其有限，因而需要开发可柔软地改变形状的潜热蓄热体。
[0010]因此，本专利技术的目的在于提供热导率比以往的PCM高、且可柔软地改变形状的潜热蓄热体微囊及其制造方法。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本专利技术的一个方式是一种潜热蓄热体微囊，其具备：
[0013]包含镓或镓合金的核、以及
[0014]覆盖核并包含镓氧化物的壳。
[0015]本专利技术的另一个方式是一种潜热蓄热体微囊，其具备：
[0016]包含镓或镓合金的核、以及
[0017]覆盖核并包含镓水合物的壳。
[0018]本专利技术的另一个方式是一种潜热蓄热体微囊的制造方法，其特征在于包括：
[0019]将液体状态的镓或镓合金制成粒子的粒子化工序；
[0020]在蒸馏水中加热粒子而在粒子的表面形成镓水合物的水处理工序；以及
[0021]氧化镓水合物而形成包含镓氧化物的壳的氧化处理工序。
[0022]本专利技术的另一个方式是一种潜热蓄热体微囊的制造方法，其特征在于包括：
[0023]将液体状态的镓或镓合金制成粒子的粒子化工序；
[0024]将粒子冷却而制成固体状态的冷却工序；以及
[0025]将粒子浸渍在规定pH的水溶液中而形成包含镓水合物的壳的pH处理工序。
[0026]专利技术效果
[0027]通过本专利技术的方式的潜热蓄热体微囊，能够提供热导率和蓄热密度高、且形状柔软的蓄热材料。
[0028]另外，通过本专利技术的方式的潜热蓄热体微囊的制造方法，能够提供热导率和蓄热密度高、且热耐久性高的潜热蓄热体微囊。
附图说明
[0029]图1是说明本专利技术的实施方式的潜热蓄热体微囊的示意图。
[0030]图2是混合物壳中的β
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Ga2O3的重量比例与基于重量的蓄热量的关系。
[0031]图3是说明用壳覆盖液体状态的镓的潜热蓄热体微囊的制造方法的图。
[0032]图4是改变氧化处理工序的氧化温度的情况下的表面的SEM照片。
[0033]图5是用XRD考察形成壳的镓氧化物而得的结果。
[0034]图6是潜热量/熔点的差示扫描热量的测定结果。
[0035]图7是对于化学转化处理后、氧化处理后的试样进行重复蓄放热试验前后的SEM照片。
[0036]图8是对于氧化处理后的试样，相变次数(循环)与归一化后的潜热、相变温度的关系，以及重复蓄放热试验后的试样的表面SEM照片。
[0037]图9是说明用壳覆盖液体状态的镓的潜热蓄热体微囊的制造方法的图。
[0038]图10是在80℃、100℃进行化学转化处理后的潜热蓄热体微囊的SEM照片。
[0039]图11是将水处理温度设为80℃、100℃、将水处理时间设为3小时的情况下的壳的XRD分析结果。
[0040]图12是对于与图11相同的试样测定潜热量而得的结果。
[0041]图13是将水处理时间设为15分钟、3小时、5小时的情况下的水处理后的潜热蓄热体微囊的SEM照片。
[0042]图14是水处理时间为5小时、处理温度为100℃的情况下的潜热蓄热体微囊的SEM照片。
[0043]图15是将水处理温度设为100℃、改变水处理时间的情况下的壳的XRD分析结果。
[0044]图16是对于与图15相同的试样测定潜热量而得的结果。
[0045]图17是GaOOH壳的热耐久性试验的结果。
[0046]图18是水处理工序后、氧化处理工序后的截面的SEM
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EDS结果。
[0047]图19是说明用壳覆盖固体状态的镓的潜热蓄热体微囊的制造方法的图。
[0048]图20是改变pH处理条件的情况下的潜热蓄热体微囊的表面的SEM照片。
[0049]图21是在pH11的条件下的处理时间5小时的潜热蓄热体微囊的截面SEM照片。
[0050]图22是对于图20的6个试样进行X射线衍射而得的结果。
[0051]图23是氧化处理时间与氧化处理中的重量变化的关系。
[0052]图24是对于图20的6个试样的潜热的差示扫描热量的测定结果。
[0053]图25是对在pH11的条件下的处理时间5小时的试样进行重复蓄放热试验前后的SEM照片。
[0054]图26是在pH为7～11的溶液中搅拌5小时后的潜热蓄热体微囊的表面的SEM照片。
[0055]图27是对于图26的6个试样进行X射线衍射而得的结果。
[0056]图28是对于图26的6个试样的潜热的差示扫描热量的测定结果。
[0057]图29是在pH9、11的溶液中进行处理而得的潜热蓄热体微囊和Ga的熔融/凝固的差示扫描热量的测定结果。
[0058]图30是在pH9、11的溶液中进行处理而得的潜热蓄热体微囊的重复试验前后的表面SEM照片。
具体实施方式
[0059]1.潜热蓄热体微囊
[0060本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种潜热蓄热体微囊，其具备：包含镓或镓合金的核、以及覆盖所述核并包含镓氧化物的壳。2.根据权利要求1所述的潜热蓄热体微囊，其特征在于，所述壳的内部的体积是液体状态的所述核在熔点温度的体积的1.03倍以上。3.根据权利要求1所述的潜热蓄热体微囊，其特征在于，所述镓氧化物包含β
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Ga2O3、或者α
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Ga2O3与β
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Ga2O3的混合物。4.根据权利要求3所述的潜热蓄热体微囊，其特征在于，所述β
‑
Ga2O3在所述混合物中所含的体积比为0.7以上且1以下。5.一种潜热蓄热体微囊，其具备：包含镓或镓合金的核、以及覆盖所述核并包含镓水合物的壳。6.根据权利要求5所述的潜热蓄热体微囊，其特征在于，所述壳的内部的体积是固体状态的所述核的体积的1倍以上。7.根据权利要求5所述的潜热蓄热体微囊，其特征在于，所述镓水合物为GaOOH。8.根据权利要求7所述的潜热蓄热体微囊，其特征在于，所述GaOOH为非晶质。9.根据权利要求1～8中任一项所述的潜热蓄热体微囊，其特征在于，所述镓合金为镓
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铟合金、镓
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锡合金、或镓
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【专利技术属性】
技术研发人员：能村贵宏，樫山康平，坂井浩纪，芳贺美纪，长俊介，盛楠，川口贵大，
申请(专利权)人：国立大学法人北海道大学，
类型：发明
国别省市：