The present invention relates to an ion conduction membrane for liquid flow battery and its preparation and application. The ion conduction membrane matrix is prepared from chloromethylated or bromomethylated organic macromolecule resin as raw material, or from the mixture of organic macromolecule resin and chloromethylated or bromomethylated organic macromolecule resin as raw material. The hydrophilic group is quaternary amine group, and then an ion conduction membrane with cross-linking structure is formed on the above-mentioned membrane matrix by crosslinking agent. The mass ratio of organic macromolecule resin to chloromethylated or bromomethylated macromolecule resin in the matrix is 0 1, and the crosslinking agent is diamine group. This kind of ion-conducting membrane has the characteristics of simple preparation process, high ion transport performance, good chemical and mechanical stability. Therefore, the all-vanadium liquid-flow battery assembled by the ion-conducting membrane prepared by the above methods has excellent ion conductivity, high ion selectivity and good cycle stability.
【技术实现步骤摘要】
一种液流电池用离子传导膜及其制备和应用
本专利技术涉及一种液流电池用离子传导膜，特别涉及一种高离子传导性能的离子传导膜及其在液流电池中的应用。
技术介绍
由于能源危机和环境问题的日益严峻，因此需要发展储能技术提高可再生能源(如风能和太阳能)的高效利用，实现能源使用的清洁化和可持续化。在众多的储能技术中，液流电池能够满足长时间和大规模能量存储的要求，且具有转换效率高、系统设计灵活、储电容量高、选址自由、可深度充放电、安全环保、维护费用低等优点，而备受关注。全钒液流电池(VFB)具有安全性高，稳定性好，效率高，寿命长(平均寿命在15～20年)以及成本低的特点，已经成为大规模储能技术推广应用的的首选技术之一。隔膜是液流电池的核心组成部件之一，主要是起着阻隔正负电极电解液，防止短路和传递质子形成回路的作用。液流电池隔膜应具备良好的电子阻隔性能，良好的化学和机械稳定性、良好的离子传导性和较低的应用成本。目前在液流电池中使用的隔膜主要是全氟磺酸类离子交换膜，如美国杜邦公司(DuPontCo.Ltd)开发的Nafion系列膜。Nafion系列膜主要由稳定的C-F主链和带有-HS...
【技术保护点】
1.一种液流电池用离子传导膜，其特征在于：以氯甲基化或溴甲基化有机高分子树脂为原料制备成离子传导膜基体，或有机高分子树脂与氯甲基化或溴甲基化有机高分子树脂为混合原料制备成离子传导膜基体，先通过亲水性试剂在离子传导膜基体上接枝亲水性基团，亲水性基团为季胺类基团，再通过交联剂在上述膜基体上形成具有交联结构的离子传导膜；其中，基体中有机高分子树脂与氯甲基化或溴甲基化高分子树脂的质量比为0‑1，交联剂为双胺类基团。
【技术特征摘要】
1.一种液流电池用离子传导膜，其特征在于：以氯甲基化或溴甲基化有机高分子树脂为原料制备成离子传导膜基体，或有机高分子树脂与氯甲基化或溴甲基化有机高分子树脂为混合原料制备成离子传导膜基体，先通过亲水性试剂在离子传导膜基体上接枝亲水性基团，亲水性基团为季胺类基团，再通过交联剂在上述膜基体上形成具有交联结构的离子传导膜；其中，基体中有机高分子树脂与氯甲基化或溴甲基化高分子树脂的质量比为0-1，交联剂为双胺类基团。2.根据权利要求1所述的离子传导膜，其特征在于：所述亲水性试剂为CxH2x+1NH2或(CH3)2N-(CH2)xCH3中的一种或两种以上，其中x为2-20之间的整数。3.根据权利要求1或2所述的离子传导膜，其特征在于：所述亲水性试剂为正丙胺、正丁胺、N,N二甲基正己胺、N,N二甲基正癸胺中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的离子传导膜，其特征在于：所述用于交联的双胺类基团为具有交联结构且具有离子交换功能的交联剂，交联剂为咪唑、乙二胺、丙二胺、己二胺、对苯二胺中的一种或两种以上。5.根据权利要求4所述的离子传导膜，其特征在于：所述交联剂为咪唑或/和对苯二胺。6.根据权利要求1所述的离子传导膜，其特征在于：所述有机高分子树脂为聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚苯并咪唑中的一种或两种以上，氯甲基化或溴甲基化有机高分子树脂中的有机高分子树脂为聚砜、聚酰亚胺、聚苯乙烯中的一种或两种以上，其氯甲基化或溴甲基化程度在0.9-2.0范围内。7.根据权利要求1所述的离子传导膜，其特征在于：所述离子传导膜是通过蒸汽相转化法制备的多孔膜或溶剂挥发沉淀法制备的致密膜，膜基体厚度为20～500μm，膜孔隙率为0～80％。8.一种权利要求1-7任一所述的离子传导膜的制备方法，其特征在于：所述离子传导膜按如下过程制备而成...
【专利技术属性】
技术研发人员：李先锋，赵于月，张华民，袁治章，鲁文静，乔琳，
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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