随着我国经济的发展，对能源的需求日益增加，而能源利用效率却不高。潜热储能是利用材料在相变时吸热或放热来储能或释能的。潜热储能技术是将能量以热能的形式储存起来供需要时使用，能有效解决热能供给与需求失衡的矛盾。高性能相变材料的研究与开发是潜热储能技术研究的基础，但人们对高潜热相变材料的稳定性和可靠性问题的研究一直没能取得突破性进展，尤其是水合盐类相变材料的过冷和相分层现象长期以来一直是潜热储能技术需要解决的最主要难题。 本文首先对相变材料的研发状况进行了广泛的调研，对有机相变材料、无机相变材料和已经商业化的相变材料进行了分类汇总。利用晶体化学键理论阐述确定影响物质熔点和潜热值的关键因素。熔点和潜热值是物质的固有特性，其大小是由形成物质的微观结构决定的。因此，如果想提高物质的潜热值，而不改变其微观结构是不可行的。同样，改变物质的分子结构不可能独立改变物质的相变温度或相交潜热。从晶体形成热力学和晶体生长动力学方面阐述了晶体生长机理，描述了晶体结晶的全过程，并通过研究水合物的晶体结构，探索了影响水合盐类相变材料成核性能差问题的理论基础。本课题通过大量的试验工作，对多种水合盐类相变材料进行了稳定性和可靠性研究。找到一种稳定性很好的相变材料——八水氢氧化钡。它是目前为止所发现的具有最高潜热密度的中常温相变材料，它不存在其他水合盐类相变材料严重的过冷和相分层现象，在经历了500次熔化－凝固热循环之后，仍能保持较好的稳定性和可靠性。我们从晶体微观结构方面给出了八水氢氧化钡这种特殊性的理论解释。 三水醋酸钠的过冷度很大，从十几度到三十几度，严重限制了它的广泛使用。我们采用添加改性剂的方法来消除或降低其过冷度。因此以三水醋酸钠为基础材料，明胶为增稠剂，按不同质量百分比添加多种成核剂配成混合物，并测试了这些混合物的稳定性和可靠性。发现以NaCO3·10H2O，Na4P2O7·10H2O和Na3PO4·12H2O充当成核剂，能有效抑制三水醋酸钠的过冷，并且随着循环次数的增加，混合物能保持较好的热稳定性。我们又对三水醋酸钠和其成核剂进行了晶体结构的分析，探讨了水合盐类相变材料的有效改性剂的选择原则。