一种钒液流电池用复合质子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及质子交换膜制备领域，特别是一种钒液流电池用复合质子交换膜及其制备方法。复合质子交换膜从材料和结构两方面进行改进，主要组成材料包括全氟磺酸树脂和磺化聚醚醚酮树脂，膜的微观结构包括高强度树脂网络和高离子导电性树脂颗粒，二者有机结合成为整体。复合质子交换膜主要通过聚醚醚酮树脂的磺化处理及纳米颗粒的制备、铸膜液及复合膜的流延制备等，所得膜显示出优异的离子传输选择性、适宜的溶胀性和良好的机械强度，综合性能优于市售质子交换膜。同时，本发明专利技术技术工艺简单、原料易得，无需昂贵、复杂的生产设备，易于实现规模化生产。该技术可显著推进钒液流电池的性能提升和成本降低，促进其在规模化储能领域的推广。广。

【技术实现步骤摘要】
一种钒液流电池用复合质子交换膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及质子交换膜制备领域，特别是一种钒液流电池用复合质子交换膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]钒液流电池具有循环寿命长、绿色环保、原料丰富、效率高、成本低、操作方便等特点，有广阔发展前景。钒液流电池可以作为储能设备与太阳能、风能等设备相匹配，来调节能源之间的供需矛盾。在风能、太阳能充足时，储存设备产生的电能；在能源不足时，输出储存的电能，实现电网的平稳运行。
[0003]质子交换膜是钒液流电池的关键材料，一直是该领域研究人员关注的研究热点。近年来，质子交换膜从材料、结构和性能等方面得到快速的改进和提升，进而推动了液流电池的发展，与其它储能设备相比，钒液流电池已具有很大的优势。
[0004]质子交换膜作为关键材料，需具有高质子传导率，低钒离子渗透性，良好的机械强度和化学稳定性，成本低廉等。虽然，Nafion系列质子交换膜是目前能够批量生产的性能较好的膜材料，但是，该膜在离子传递选择性、机械性和经济性等方面还需进一步改善，以满足钒液流电池对膜性能提出的严格要求。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钒液流电池用复合质子交换膜，其特征在于：该复合质子交换膜从材料和结构两方面进行改进，组成材料包括全氟磺酸树脂和磺化聚醚醚酮树脂，膜的微观结构为高强度树脂网络和高离子导电性树脂颗粒有机结合的复合结构，高强度树脂网络和高离子导电性树脂颗粒发挥相互钳制作用，改善膜的离子传递选择性、溶胀性和机械性。2.根据权利要求1所述的一种钒液流电池用复合质子交换膜，其特征在于：所述的全氟磺酸树脂包括市售新全氟磺酸树脂树脂和氯碱膜处理得到的回收全氟磺酸树脂，全氟磺酸树脂的EW值为600～1500。3.根据权利要求1所述的一种钒液流电池用复合质子交换膜，其特征在于：所述的磺化聚醚醚酮树脂为市售聚醚醚酮树脂经过硫酸磺化处理后的改性树脂，磺化度为40
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90％。4.根据权利要求1所述的一种钒液流电池用复合质子交换膜，其特征在于：所述的高强度树脂网络来源于全氟磺酸树脂微观结构，高离子导电性树脂颗粒来源于磺化聚醚醚酮树脂微观结构，全氟磺酸树脂和磺化聚醚醚酮树脂的质量比为10:1～1:1，得到的复合质子交换膜厚度为15～50μm。5.根据权利要求1所述的一种钒液流电池用复合质子交换膜，其特征在于：所述磺化聚醚醚酮树脂经过低温球磨获得尺寸为20～500nm的高离子导电性树脂颗粒。6.根据权利要求1所述的一种钒液流电池用复合质子交换膜，其特征在于：所述的相互钳制作用指全氟磺酸树脂高分子链段与磺化聚醚醚酮树脂颗粒之间的相互限制作用，具有阻止钒离子透膜扩散的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖伟，
申请(专利权)人：辽宁科京新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：