一种侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜，包括侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物和全氟磺酸高分子聚合物，所述侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物和全氟磺酸高分子聚合物的质量比为1.0:0.05～0.25。该复合膜不仅具有杰出的水解稳定性、化学稳定性及尺寸稳定性，而且还具有优异的机械性能和质子选择性能。本发明专利技术还提供一种工艺简单，容易操作的侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜的制备方法。还提供该复合膜在全钒液流电池中的应用，在全钒液流电池领域有着良好的应用前景，其作为隔膜使用，可使电池展现出优异的电池效率和充放电循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜及其制备方法和应用
本专利技术属于电池隔膜领域，尤其涉及一种侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜及其制备方法和应用。
技术介绍
能源短缺已成为世界各国均要面对的一个严峻问题，能源短缺导致的电力供需矛盾已成为制约我国经济可持续发展和提高人民生活水平的瓶颈之一，加快开发太阳能、潮汐能、风能等可再生能源的利用已成为我国能源发展的基本国策。但是，可再生能源发电过程具有明显的不连续性、不稳定性，并且容易受发电时间、昼夜、季节等因素的影响。因此，配备高效的大规模电力储能装置是解决可再生能源发电非稳态特性的重要手段。全钒液流电池是一种新型绿色电池，具有容量和功率可调、大电流无损深度放电、运行安全、易操作和维护、使用寿命长、无环境污染等特点，可应用于可再生能源的储能设备、应急电源系统、电网的调峰调频等众多领域。隔膜作为全钒液流电池的重要组件之一，既要能阻止正负极电解液相互混合以减缓电池的自放电速率，提高电池的效率，又要允许平衡电荷的离子通过以实现电流传输，使电池形成一个完整的闭合回路。因此，隔膜的离子传导能力、阻钒性能、化学稳定性、机械强度等性能直接影响电池的效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜，其特征在于，包括侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物和全氟磺酸高分子聚合物，所述侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物和全氟磺酸高分子聚合物的质量比为1.0:0.05～0.25。

【技术特征摘要】
1.一种侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜，其特征在于，包括侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物和全氟磺酸高分子聚合物，所述侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物和全氟磺酸高分子聚合物的质量比为1.0:0.05～0.25。2.根据权利要求1所述的侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜，其特征在于，所述侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物的化学结构式如下：3.根据权利要求1或2所述的侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜，其特征在于，所述侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜的厚度为30～60μm。4.一种侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜的制备方法，包括如下步骤：(1)通过高温缩聚法制备带有羟基官能团的磺化聚酰亚胺高分子聚合物；(2)将所述步骤(1)后制得的带有羟基官能团的磺化聚酰亚胺高分子聚合物进行开环接枝反应制备侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物；(3)将所述步骤(2)后制得的侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物溶解于有机溶剂中，配制成侧链型磺化聚酰亚胺高分子聚合物溶液，加入全氟磺酸高分子聚合物溶液，混合搅拌均匀，流延成膜，再经干燥、浸泡、洗涤，即制得所述侧链型磺化聚酰亚胺/全氟磺酸复合膜。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，高温缩聚法的具体操作包括如下步骤：在氮气或氩气中，将2,2'-双磺酸联苯胺、间甲基苯酚和三乙胺混合搅拌至固体物溶解，加入2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷混合搅拌至固体物溶解，再加入1,4,5,8-萘四甲酸二酐和苯甲酸，将温度升至70～100℃，反应2～6h，再升温至160～200℃，反应10～30h，反应体系冷却到90℃以下后，加入稀释剂，继续搅拌，待反应体系降温至50℃时，将反应后得到的粘稠溶液倒入沉淀剂中，产生沉淀产物，过滤，得到的固体物用洗涤剂洗3～5次，于60～120℃下真空干燥10～30h，即制得带有羟基官能团的磺化聚酰亚胺高分子聚合物。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述1,4,5,8-萘四甲酸二酐、2,2'-双磺酸联苯胺、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和苯甲酸的摩尔比为1.0～16.0:0.25～4.0:0.5～8.0:0.25～4.0:2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘素琴，李劲超，魏达，刘祖社，刘杰，
申请(专利权)人：湖南德沃普新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43