一种液流电池或水处理用多层复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及液流电池及水处理技术领域，具体为一种液流电池或水处理用多层复合膜及其制备方法和应用。该多层复合膜具有功能层/辅助层或辅助层/功能层/辅助层结构，其中功能层为阻挡层，可以阻挡电解液中的特定离子或水溶液中的特定粒子，辅助层为支撑层，可以为功能层提供良好的机械性能，层与层通过加热、热压、交联等方式制成一体式隔膜组件。此外，在该多层复合膜中，功能层的厚度较薄，既能提供良好阻挡离子或粒子能力的同时保证了较小的离子传导或流动阻力；辅助层的孔隙率较大，在保证支撑效果的前提下不会影响溶液中离子或粒子的传输，其中辅助层的层数与厚度均可根据实施效果进行调节。

【技术实现步骤摘要】
一种液流电池或水处理用多层复合膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及液流电池及水处理
，具体为一种液流电池或水处理用多层复合膜及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着太阳能、风能等清洁可再生能源的开发利用，安全、高效的大规模储能体系的研发成为这些新能源发展应用的关键，以应对其时间及地域依赖性问题。液流电池(Flowbatteries,FBs)是基于电解液中无机或有机电对进行氧化还原反应的一种电池技术，由于其具有高效、安全可靠、循环寿命长、能深度放电、绿色环保等优点，引起了学术界和工业界的广泛关注，是匹配太阳能、风能发电技术的理想储能体系。隔膜作为全钒液流电池的核心部件之一，对电池性能(能量效率、库伦效率、电压效率和循环寿命)以及电堆成本具有重要影响。理想的隔膜应满足以下要求：优异的质子传导能力、阻止活性离子迁移能力、良好的化学及机械稳定性以及成本低廉。目前，在液流电池中应用最广泛的是由美国杜邦公司生产的Nafion系列全氟磺酸膜。虽然Nafion膜具有较高的质子传导率和化学稳定性，但其较差的阻钒能力及昂贵的价格(其成本占电堆总成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液流电池或水处理用多层复合膜，其特征在于，该多层复合膜具有功能层/辅助层或辅助层/功能层/辅助层结构，其中：功能层为阻挡层，阻挡电解液中的特定离子或水溶液中的特定粒子；辅助层为支撑层，为功能层提供机械性能，层与层之间通过粘结加热、热压或交联方式制成一体式隔膜组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种液流电池或水处理用多层复合膜，其特征在于，该多层复合膜具有功能层/辅助层或辅助层/功能层/辅助层结构，其中：功能层为阻挡层，阻挡电解液中的特定离子或水溶液中的特定粒子；辅助层为支撑层，为功能层提供机械性能，层与层之间通过粘结加热、热压或交联方式制成一体式隔膜组件。


2.按照权利要求1所述的液流电池或水处理用多层复合膜，其特征在于，辅助层位于功能层的一侧或两侧，辅助层是一层或两层以上，或者辅助层是一种或两种以上纤维材料。


3.按照权利要求1所述的液流电池或水处理用多层复合膜，其特征在于，功能层的厚度较薄，其具体厚度根据实施效果自由调控，前提是保证较小的离子传导或流动阻力的同时提供阻挡离子或粒子的能力；辅助层的孔隙率较大，其具体孔隙率根据实施效果自由调控，前提是在保证支撑效果的同时不影响溶液中离子或粒子的传输。


4.一种权利要求1至3之一所述的液流电池或水处理用多层复合膜的制备方法，其特征在于，采用如下方法之一：
(1)以喷射或流延方式将粘结剂涂于所述功能层上，通过加热使所述功能层与所述辅助层紧密结合；
(2)使用或不使用粘结剂，通过热压使所述功能层与所述辅助层紧密结合；
(3)通过物理或化学交联，使所述功能层与所述辅助层紧密结合。


5.按照权利要求4所述的液流电池或水处理用多层复合膜的制备方法，其特征在于，功能层是将聚合物原料溶于有机溶剂中形成聚合物溶液，采用溶液浇铸法使溶剂蒸发成膜；辅助层是将聚合物原料溶于有机溶剂中形成聚合物溶液，通过静电纺丝法形成多孔纤维层。


6.按照权利要求5所述的液流电池或水处理用多层复合膜的制备方法，其特征在于，功能层的制备过程如下：聚合物溶液的加热溶解温度为40～100℃，质量百分数为1～25％；然后将得到的聚合物溶液超声或静置处理，除去气泡和杂质，并采用溶液浇铸法，将聚合物溶液浇铸在平整光滑的玻璃板上，在50～120℃下恒温处理0.5～24h，实现溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天寿，万昱含，范新庄，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;81