The invention relates to a liquid storage porous membrane by ion exchange groups grafted battery and its application, the porous membrane is described in the polysulfone or polyethersulfone polymer resin porous membrane prepared as substrate, the porous film surface and / or hole grafted ion exchange group was prepared. The ion exchange groups accounted for the total mass of 0.1-10wt.% porous membrane. The porous membrane preparation method is simple, controllable pore size, the grafting degree is adjustable, easy realization of mass production, the preparation of porous membrane grafted ion exchange groups can effectively improve the wettability of electrolyte and ionic conductivity.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种液流储能电池用高分子电解质隔膜材料,特别涉及一种离子交换基团接枝的多孔隔膜及其应用。
技术介绍
液流储能电池以其成本低、效率高、存储能量大、安全环保等优点在风力发电、光伏发电、电网削峰填谷、分布电站、军用蓄电、交通市政、通讯基站等领域显示出极其良好的应用前景。全钒液流储能电池(Vanadiumflowbattery,VFB)由于储能容量范围、充放电效率高、安全性高、稳定性好、成本低等优点,被认为是液流储能电池中最有前景和代表性的一种液流储能电池。电池隔膜是组成全钒液流电池的关键材料,它起着阻隔正极和负极,减小电解液中的钒离子扩散,同时通过质子的传递形成电池内电路的作用。用于VFB的电池隔膜应该具有如下特点:钒离子透过率低,交叉污染小,降低电池自放电;对离子的选择性和传导率高,使电池具有较高的库仑效率和电压效率;具有一定机械强度,耐化学腐蚀、耐电化学氧化,保证较长的使用寿命;电池充放电时水净迁移速率小,保持正极和负极电解液的水平衡。目前尚没有全钒液流储能电池专用的商业化离子交换膜。早期人们已经对各种商业化的离子交换膜(如Nafionll7、FLEMION、Selemion、CMV等)进行了系统研究,发现比较适合VFB系统的是美国杜邦公司开发的系列膜。膜在电化学性能和使用寿命等方面具有优异的性能,但由于这类膜制备条件苛刻,生产工艺复杂,价格昂贵,特别是应用于全钒液流储 ...
【技术保护点】
离子交换基团接枝的多孔隔膜在液流储能电池中的应用,其特征在于:所述的多孔隔膜是在以聚砜或聚醚砜有机高分子树脂为原料制备的多孔膜为基体,在多孔膜表面和/或孔内接枝离子交换基团制备而成,其中离子交换基团占多孔隔膜总质量的0.1‑10wt.%。
【技术特征摘要】
1.离子交换基团接枝的多孔隔膜在液流储能电池中的应用,其特征在
于:所述的多孔隔膜是在以聚砜或聚醚砜有机高分子树脂为原料制备的多
孔膜为基体,在多孔膜表面和/或孔内接枝离子交换基团制备而成,其中离
子交换基团占多孔隔膜总质量的0.1-10wt.%。
2.根据权利要求1所述的多孔隔膜在液流储能电池中的应用,其特征在
于:所述离子交换基团为磺酸基、羟基、羰基、羧酸基或胺基中的一种或
两种以上。
3.根据权利要求1所述的多孔隔膜在液流储能电池中的应用,其特征在
于:所述接枝方法为光引发聚合接枝、辐射接枝、等离子体接枝,优选光
引发聚合。
4.根据权利要求1所述的多孔隔膜在液流储能电池中的应用,其特征在
于:所述隔膜厚度在50~300μm之间,优选膜厚度100-150μm,膜孔径尺
寸为0.05~100nm,孔隙率为5~90%。
5.根据权利要求1所述的多孔隔膜在液流储能电池中的应用,其特征
在于:所述多孔隔膜采用光引发聚合具体制备方法如下:
(1)将有机高分子树脂和添加剂溶解在有机溶剂中,在温度为50~
100℃下充分搅拌2~10h制成共混溶液;其中有机高分子树脂浓度为25~
35wt.%之间,添加剂浓度在5~15wt.%;
(2)将步骤(1)制备的共混溶液倾倒在平板上,在空气相对湿度低于
60%条件下挥发溶剂0~10s,然后将其整体浸渍入树脂的不良溶剂中5~
600s,在20~100℃温度下制备成多孔膜;其厚度在100~150μm之间;
(3)将步骤(2)制备的多孔膜浸入光引发剂溶液中,在黑暗环境中
放置2~10h;
(4)将步骤(3)制备的多孔膜置于...
【专利技术属性】
技术研发人员:张华民,李先锋,李云,段寅琦,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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