一种互穿交联型全氟磺酸离子交换膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子功能膜材料领域，具体地涉及质子交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）及全钒液流电池（ＶＲＢ）用离子交换膜，特别涉及一种互穿交联型全氟磺酸离子交换膜及其制备方法。将羰基二咪唑和全氟磺酸离子交换树脂溶解到有机溶剂中，制得全氟磺酸溶液（全氟铸膜液）；将交联剂加入铸膜液中，搅拌均匀后，将铸膜液倒在水平的玻璃板或哈氏合金钢板表面，将有机溶剂蒸发后，得到互穿交联型离子交换膜。本发明专利技术制备的互穿交联型全氟磺酸离子交换膜具有抗氧化性和良好的力学与机械稳定性，能有效降低电池的成本，促进其商业化推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种质子交换膜燃料电池(PEMFC)及全钒液流电池(VRB)用离子交换膜，特别涉及，属于高分子功能膜材料领域。
技术介绍
一些能源产生系统，如风力发电、太阳能等，由于受到气候变化、风力大小等自然条件的影响，电能输出具有不稳定性和间断性地特点，进而造成机械功率大幅变化，会使发电机输出的有功和无功产生波动，而且使电网的电能质量下降，同时造成电能浪费。目前，国际上一项风电存储新技术——全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Battery，VRB)进入实用性阶段，通过对能源高效转换存储，保证稳定的电功率输出，改善电网安全性和可靠性。 现有的储能技术中，由于全钒液流电池(VRB)具有循环寿命长、能量效率高、运行及维护费用低廉、环境友好、响应时间短及深度放电而对电池不造成危害等优点，使其能满足多种领域的需求它既可以支持太阳能、风能等随机性很强的可再生能源发电，又可以作为不间断电源(UPS)预防电力供应中断事件，还可以用于电网削峰填谷、平衡负荷、提高电能质量及电站运行稳定性。全钒液流电池在大型电力公司供电、边远地区及中型电力用户、普通居民用户用电储能等方面都本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互穿交联型全氟磺酸离子交换膜，其特征在于：是由全氟磺酸型离子交换树脂分子交联组成的交联网络结构，离子交换树脂分子之间通过二胺或含有２个以上胺基的化合物将各自的磺酸基团交联，其交联网络结构具有如下结构式：＊＊＊其中Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］分别为两条全氟磺酸型离子交换树脂分子链，Ｒ为所采用交联剂中的碳链；所述的全氟磺酸型离子交换树脂的化学结构具有如下结构式：＊＊＊其中ｘ、ｙ、ｚ分别为１～１００００的整数；且ｘ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝４５％～８５％，ｙ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝１０％～４５％，ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝０．０１％～１０％，均为摩尔比；其中，ｍ为０、１或２，ｎ为１－６的整数；Ｒｆ为－ＣＦ↓［３］、－ＣＦ...

【技术特征摘要】
1.一种互穿交联型全氟磺酸离子交换膜，其特征在于是由全氟磺酸型离子交换树脂分子交联组成的交联网络结构，离子交换树脂分子之间通过二胺或含有2个以上胺基的化合物将各自的磺酸基团交联，其交联网络结构具有如下结构式其中R1、R2分别为两条全氟磺酸型离子交换树脂分子链，R为所采用交联剂中的碳链；所述的全氟磺酸型离子交换树脂的化学结构具有如下结构式其中x、y、z分别为1～10000的整数；且x/(x+y+z)＝45％～85％，y/(x+y+z)＝10％～45％，z/(x+y+z)＝0.01％～10％，均为摩尔比；其中，m为0、1或2，n为1-6的整数；Rf为-CF3、-CF2CF3、-CF2CF2CF3或-CF(CF3)2；所述的全氟磺酸型离子交换树脂为干树脂，数均分子量为6万到30万，交换容量为0.75-1.50mmol/g，H+型或Na+型。2.如权利要求1所述的一种互穿交联型全氟磺酸离子交换膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将N，N′-羰基二咪唑(CDI)和全氟磺酸离子交换树脂按0∶1～1∶1的质量比溶解到有机溶剂中，制得全氟铸膜液，N，N′-羰基二咪唑和全氟磺酸离子交换树脂的质量之和占全氟铸膜液质量的8％～60％，其余为有机溶剂；(2)将交联剂加入步骤(1)中制得的全氟铸膜液中，交联剂的质量占全氟铸膜液总质量的0.01％～40％，搅拌均匀后，将全氟铸膜液倒在水平的玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永明，王学军，张恒，杨磊，
申请(专利权)人：山东东岳高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]