一种改性含氟磺酸树脂、膜及其在液流电池领域中的应用制造技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，涉及一种改性含氟磺酸树脂、膜及其在液流电池领域中的应用，所述改性含氟磺酸树脂由含氟磺酸树脂和磺酸化的二氧化钛组成，包括90～99.9wt％的含氟磺酸树脂，0.1～10wt％的磺酸化二氧化钛，磺酸化二氧化钛的磺化度DS为60％～75％。本发明专利技术制备的改性含氟磺酸树脂和膜在应用于液流电池中时，能够降低金属离子的渗透率和溶胀率的同时提高全氟磺酸树脂膜的吸水能力，提高其质子传导能力，得到高离子选择性和优异的电池性能的复合离子交换膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料，具体涉及一种改性含氟磺酸树脂、膜及其在液流电池领域中的应用。

技术介绍

1、液流电池(rfb)以其优异的电池效率、快速的响应速度、长的循环寿命和独特的模块化设计，实现了电量的储存与释放，在电能和化学能领域备受瞩目。离子交换膜(pem)作为钒氧化还原流体电池(vrfb)体系的关键组分，起到了隔绝正负极电解液的作用，而且提供了必要质子传输通道。优异的pem应具有高质子传导率、低钒离子渗透率、优异的电池性能和低成本等特点。

2、单纯的全氟磺酸树脂离子交换膜因其优异的机械性能和化学稳定性而受到广泛应用但其质子传导率的高低与其溶胀密切相关，过高的质子传导率会使其溶胀升高，影响离子交换膜离子渗透和膜的使用寿命，也在一定程度上限制了电池的应用。通过添加二氧化钛等无机纳米粒子可以提升膜的机械强度和阻隔离子渗透能力，二氧化钛等无机纳米粒子能够与离子树脂之间相互作用使复合膜结构更加紧密，限制其溶胀行为，从而制备高性能离子交换膜。但是单纯添加二氧化钛时，存在不易于分散，易团聚的问题，不仅影响机械性能，也一定程度上降低了膜的传导质子能力。...

【技术保护点】

1.一种改性含氟磺酸树脂，其特征在于，由含氟磺酸树脂和磺酸化的二氧化钛组成，包括90～99.9wt％的含氟磺酸树脂，0.1～10wt％的磺酸化二氧化钛，磺酸化二氧化钛的磺化度DS为60％～75％。

2.根据权利要求1所述的改性含氟磺酸树脂，其特征在于，所述改性含氟磺酸树脂中磺酸化二氧化钛的质量含量为2.5～3.5％。

3.根据权利要求1所述的改性含氟磺酸树脂，其特征在于，所述含氟磺酸树脂包括全氟磺酸树脂和部分含氟磺酸树脂中的一种或几种，优选全氟磺酸树脂。

4.根据权利要求3所述的改性含氟磺酸树脂，其特征在于，所述全氟磺酸树脂的离子交换容量在0.5～2....

【技术特征摘要】

1.一种改性含氟磺酸树脂，其特征在于，由含氟磺酸树脂和磺酸化的二氧化钛组成，包括90～99.9wt％的含氟磺酸树脂，0.1～10wt％的磺酸化二氧化钛，磺酸化二氧化钛的磺化度ds为60％～75％。

2.根据权利要求1所述的改性含氟磺酸树脂，其特征在于，所述改性含氟磺酸树脂中磺酸化二氧化钛的质量含量为2.5～3.5％。

3.根据权利要求1所述的改性含氟磺酸树脂，其特征在于，所述含氟磺酸树脂包括全氟磺酸树脂和部分含氟磺酸树脂中的一种或几种，优选全氟磺酸树脂。

4.根据权利要求3所述的改性含氟磺酸树脂，其特征在于，所述全氟磺酸树脂的离子交换容量在0.5～2.5mmol/g，分子量是15～80万；优选离子交换容0.8～1.8mmol/g，分子量20～60万；最优选离子交换容0.9～1.25mmol/g，分子量20～40万。

5.一种改性离子交换膜，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述改性含氟磺酸树脂和增强层，所述膜的厚度是40～100μm，溶胀率是4～10％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江云虎，马晓娟，邹业成，王丽，张恒，巩昱鑫，李永哲，
申请(专利权)人：山东东岳未来氢能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：