一种基于中空沸石分子筛的杂化膜及其制备方法和在液流电池中的应用技术

本发明专利技术提供一种基于中空沸石分子筛对聚合物膜的杂化改性作为全钒液流电池(VRFB)隔膜方面的应用，属于钒氧化还原液流电池技术领域。该方法将中空沸石分子筛作为填充剂，填充到非氟聚合物中，制备成致密均一的杂化膜。归因于中空沸石分子筛的特殊的孔道结构与良好的亲水性能，杂化膜表现出优异的离子筛分性能和传质速率。将其作为液流电池隔膜应用于VRFB进一步检测其电化学性能，杂化膜的VRFB性能较好，可稳定进行长时间的充放电循环。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于全钒液流电池的中空沸石分子筛改性隔膜，属于电池。

技术介绍

1、在各种电化学储能系统中，钒氧化还原液流电池(vrfb)具有许多理想的功能，包括改善了锂电池系统的安全性，解决各种能量和功率规模的模块性，高能效和高可靠性。质子交换膜(pem)的开发对于提高vrfb的效率和耐用性很重要。pem在vrfb中起着质子传导的同时又防止钒离子的运输的作用。用于vrfb的pem所需特性包括：选择性离子渗透性，高电导率，以及在酸性氧化条件下具有良好的化学和机械稳定性。目前应用于液流电池最广泛的pem主要为杜邦生产的具有优良质子传导性和优异稳定性的nafion膜。但是nafion膜材料成本很高，且钒离子渗透率高导致钒离子侵蚀性严重，在实际应用时需要具备一定的厚度以减少钒离子的渗透，但这也进一步增加了电池的电阻和电池系统的整体成本。因此，有必要开发新一代的用于vrfb的成本较低，性能良好，稳定性高的pem。

2、相比于高成本的全氟磺酸离子交换膜，非氟磺酸离子交换膜具备成本低廉制备方法简单，适用于大规模化生产等优点。填充无机填料的修饰方法是提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于沸石分子筛的杂化膜，其特征在于，是以聚合物作为基质，并且在其中分散有沸石分子筛材料；所述的沸石分子筛材料具有如下两种性质中的任意一种或两种的组合：1)具有中空形貌；2)硅铝比15-40，优选20-30。

2.根据权利要求1所述的基于沸石分子筛的杂化膜，其特征在于，沸石分子筛质量占基质的质量的0.5％-15％,优选1％-5％。

3.根据权利要求1所述的基于沸石分子筛的杂化膜，其特征在于，沸石分子筛包括但不限于Silicalite-1，ZSM-5，FER，MOR，SAPO-5，SAPO-34，ALPO4-5，UTD，MCM-41，LTA等；沸石分子筛的粒径...

【技术特征摘要】

1.一种基于沸石分子筛的杂化膜，其特征在于，是以聚合物作为基质，并且在其中分散有沸石分子筛材料；所述的沸石分子筛材料具有如下两种性质中的任意一种或两种的组合：1)具有中空形貌；2)硅铝比15-40，优选20-30。

2.根据权利要求1所述的基于沸石分子筛的杂化膜，其特征在于，沸石分子筛质量占基质的质量的0.5％-15％,优选1％-5％。

3.根据权利要求1所述的基于沸石分子筛的杂化膜，其特征在于，沸石分子筛包括但不限于silicalite-1，zsm-5，fer，mor，sapo-5，sapo-34，alpo4-5，utd，mcm-41，lta等；沸石分子筛的粒径0.1-10μm，壳层厚度0.5nm-5nm。

4.根据权利要求1所述的基于沸石分子筛的杂化膜，其特征在于，聚合物包括但不限于磺化聚醚醚酮、聚醚嵌段聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚苯并咪唑或聚酰亚胺等；隔膜的厚度10-100μm。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐至，黄康，蔡叶开，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：