CN103066306A - 一种用于锌溴液流电池的离子交换膜及制备方法 - Google Patents

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李明强
宋文君
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Abstract

本发明涉及一种离子交换膜，公开了一种用于锌溴液流电池的离子交换膜及制备方法，所述一种用于锌溴液流电池的离子交换膜为具有多个孔隙的基膜，所述孔隙内填充有聚苯并咪唑或全氟磺酸聚合物NAFION或上述两者的混合物。所述基膜的孔隙率大于基膜表面积的70%。所述基膜为聚四氟乙烯膜。本发明采用聚四氟乙烯作为基膜，在其孔隙内填充聚苯并咪唑、全氟磺酸聚合物NAFION或上述两者的混合物，形成复合式离子交换膜，不仅具有高的机械强度,而且具有很高的离子传导性,从而保证了锌溴电池的高性能；同时，由于其成本低廉，因此为锌溴电池工业化提供了可能。

Description

一种用于锌溴液流电池的离子交换膜及制备方法
技术领域
本发明涉及一种离子交换膜，特别涉及一种用于锌溴液流电池的复合离子交换膜及制备方法。
背景技术
锌溴动力电池是以锌溴化合物及碳材料为主，其特点是可快速充电，可深度放电，无需欠压保护，电池耐反极，安全可靠，使用循环寿命长,不需电池管理系统，无污染，价格低廉，适用于大巴、中巴游览观光车、摆渡等车电池组。
锌溴电池的溴分子在电池存放过程中，会扩散到阴极，与金属锌反应生成溴化锌，这个过程就是放电过程，也即是在存放过程中存在电池自放电的问题，从而导致需要用的时候电池没有电。因此，低成本、高性能的离子交换膜的开发是锌溴电池工业化的先决条件，可见，在锌溴电池中,离子交换膜是其中的关键组件, 对电池的性能有决定性的影响。
目前应用于锌溴液流电池最主要的隔膜是NAFION膜，它允许阳离子通过,但阻止溴的迁移。一般来说,离子交换膜对溴的阻力较大,因而可减小电池自放电,但是这种膜比较昂贵。
发明内容
本发明的目的是：为解决上述现有技术中的技术问题，提供一种成本低、机械强度高、具有很高离子传导性，用于锌溴液流电池的离子交换膜及制备方法，能够保证锌溴电池的高性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种用于锌溴液流电池的离子交换膜，所述一种用于锌溴液流电池的离子交换膜为具有多个孔隙2的基膜1，所述孔隙2内填充有聚苯并咪唑或全氟磺酸聚合物NAFION或上述两者的混合物。
其中：所述基膜1的孔隙率大于基膜表面积的70%。
其中：所述基膜1为聚四氟乙烯膜。
一种用于锌溴液流电池的离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤100：将聚苯并咪唑或者NAFION依次溶于二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺各个有机溶剂中，形成第一溶液；
步骤200：将一块孔隙率大于基膜表面积的70%的聚四氟乙烯膜伸开固定，将其平放在玻璃板上，然后加入少量酒精将其完全浸润，并排除气泡，再加入少量N-甲基吡咯烷酮等高沸点溶剂，使其进行溶液交换；
步骤300：将上述第一溶液滴加到聚四氟乙烯膜的孔里，使聚四氟乙烯膜完全浸在第一溶液中，并在一定温度下蒸发得到第一膜；
步骤400：将第一膜放入含有硫酸或者磷酸的水溶液中浸泡数天后取出，即为目标膜。
本发明的有益效果是：本发明采用聚四氟乙烯作为基膜，在其孔隙内填充聚苯并咪唑、全氟磺酸聚合物NAFION或上述两者的混合物，形成复合式离子交换膜，不仅具有高的机械强度,而且具有很高的离子传导性,从而保证了锌溴电池的高性能；同时，由于其成本低廉，因此为锌溴电池工业化提供了可能。
附图说明
图1为本发明一种用于锌溴液流电池的离子交换膜的结构示意图。
附图标识：1-基膜，2-孔隙。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1，本发明一种用于锌溴液流电池的离子交换膜，所述一种用于锌溴液流电池的离子交换膜为具有多个孔隙2的基膜1，所述孔隙2内填充有聚苯并咪唑或全氟磺酸聚合物NAFION或上述两者的混合物。
所述基膜1的孔隙率大于基膜表面积的70%。
所述基膜1为聚四氟乙烯膜。
一种用于锌溴液流电池的离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤100：将聚苯并咪唑或者NAFION依次溶于二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺各个有机溶剂中，形成第一溶液；
步骤200：将一块孔隙率大于基膜表面积的70%的聚四氟乙烯膜伸开固定，将其平放在玻璃板上，然后加入少量酒精将其完全浸润，并排除气泡，再加入少量N-甲基吡咯烷酮等高沸点溶剂，使其进行溶液交换；
步骤300：将上述第一溶液滴加到聚四氟乙烯膜的孔里，使聚四氟乙烯膜完全浸在第一溶液中，并在一定温度下蒸发得到第一膜；
步骤400：将第一膜放入含有硫酸或者磷酸的水溶液中浸泡数天后取出，即为目标膜。
下面通过两个实施例来说明本发明的制备过程：
实例一
1、将5g聚苯并咪唑溶于50毫升N-甲基吡咯烷酮有机溶剂中,形成第一溶液。
2、将一块孔隙率75%的聚四氟乙烯膜伸开固定,平放在玻璃板上，加入少量酒精将其完全浸润，并排除气泡，再加入少量N-甲基吡咯烷酮等高沸点溶剂，使其进行溶液交换。
3、将上述第一溶液滴加到聚四氟乙烯膜孔里，使聚四氟乙烯膜完全浸在溶液中，在一定温度下蒸发得到第一膜。
4、将第一膜放入含有50% 磷酸水溶液中浸泡数天, 之后取出，即为所得目标膜。
实施二
1、将5g NAFION溶于50毫升N-甲基吡咯烷酮有机溶剂中,形成第一溶液。
2、将一块孔隙率80%的聚四氟乙烯膜伸开固定,平放在玻璃板上，加入少量酒精将其完全浸润，并排除气泡，再加入少量N-甲基吡咯烷酮等高沸点溶剂，使其进行溶液交换。
3、将上述第一溶液滴加到聚四氟乙烯膜孔里，使聚四氟乙烯膜完全浸在溶液中，在一定温度下蒸发得到第一膜。
4、将第一膜完全浸泡在50%的硫酸中，数天之后取出，用水清洗后，即为所得目标膜。
本发明中所述离子交换膜的拉伸强度可达20MPa 以上, 离子电导率可达0.1S/cm。可用于单电池开路电压为1.7V、电池内阻小于0.5 欧姆/cm2的锌溴电池。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于锌溴液流电池的离子交换膜，其特征在于：所述一种用于锌溴液流电池的离子交换膜为具有多个孔隙（2）的基膜（1），所述孔隙（2）内填充有聚苯并咪唑或全氟磺酸聚合物NAFION或上述两者的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种用于锌溴液流电池的离子交换膜，其特征在于：所述基膜孔隙率大于基膜表面积的70%。
3.根据权利要求1所述的一种用于锌溴液流电池的离子交换膜，其特征在于：所述基膜（1）为聚四氟乙烯膜。
4.一种用于锌溴液流电池的离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤100：将聚苯并咪唑或者NAFION依次溶于二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺各个有机溶剂中，形成第一溶液；
步骤200：将一块孔隙率大于基膜表面积的70%的聚四氟乙烯膜伸开固定，将其平放在玻璃板上，然后加入少量酒精将其完全浸润，并排除气泡，再加入少量N-甲基吡咯烷酮等高沸点溶剂，使其进行溶液交换；
步骤300：将上述第一溶液滴加到聚四氟乙烯膜的孔里，使聚四氟乙烯膜完全浸在第一溶液中，并在一定温度下蒸发得到第一膜；
步骤400：将第一膜放入含有硫酸或者磷酸的水溶液中浸泡数天后取出，即为目标膜。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275346A (zh) * 2013-05-24 2013-09-04 李明强 一种无机/有机聚合物杂化离子交换膜及制备方法
CN104269511A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 成都赢创科技有限公司 一种液流电池隔膜及其制备方法
CN108306037A (zh) * 2018-03-01 2018-07-20 犀望新能源科技（昆山）有限公司 一种用于锌溴液流电池的隔膜、制备方法及其应用
CN108400365A (zh) * 2018-03-01 2018-08-14 犀望新能源科技（昆山）有限公司 锌溴液流电池
CN109860675A (zh) * 2019-01-08 2019-06-07 杨记周 一种新能源汽车燃料电池离子交换膜及其制备方法
CN117913331A (zh) * 2024-03-14 2024-04-19 中海储能科技(北京)有限公司 一种用于铁铬液流电池的质子交换膜改性方法及全氟磺酸复合膜
CN117913331B (zh) * 2024-03-14 2024-06-07 中海储能科技(北京)有限公司 一种用于铁铬液流电池的质子交换膜改性方法及全氟磺酸复合膜

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61246394A (ja) * 1985-04-22 1986-11-01 Japan Gore Tex Inc 電解隔膜
CN101367903A (zh) * 2008-08-07 2009-02-18 同济大学 一种基于半互穿网络的增强型复合质子交换膜及其制备方法
CN101807678A (zh) * 2009-02-18 2010-08-18 中国科学院大连化学物理研究所 电解质隔膜及其复合膜在酸性电解液液流储能电池中应用
CN102237534A (zh) * 2010-04-28 2011-11-09 中国科学院金属研究所 一种钒电池用全氟磺酸离子交换膜制备工艺
CN202150514U (zh) * 2011-06-15 2012-02-22 深圳市氢动力科技有限公司 用于锌溴液流电池的离子交换膜
CN202159743U (zh) * 2011-07-21 2012-03-07 深圳市氢动力科技有限公司 用于燃料电池的质子交换膜

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61246394A (ja) * 1985-04-22 1986-11-01 Japan Gore Tex Inc 電解隔膜
CN101367903A (zh) * 2008-08-07 2009-02-18 同济大学 一种基于半互穿网络的增强型复合质子交换膜及其制备方法
CN101807678A (zh) * 2009-02-18 2010-08-18 中国科学院大连化学物理研究所 电解质隔膜及其复合膜在酸性电解液液流储能电池中应用
CN102237534A (zh) * 2010-04-28 2011-11-09 中国科学院金属研究所 一种钒电池用全氟磺酸离子交换膜制备工艺
CN202150514U (zh) * 2011-06-15 2012-02-22 深圳市氢动力科技有限公司 用于锌溴液流电池的离子交换膜
CN202159743U (zh) * 2011-07-21 2012-03-07 深圳市氢动力科技有限公司 用于燃料电池的质子交换膜

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275346A (zh) * 2013-05-24 2013-09-04 李明强 一种无机/有机聚合物杂化离子交换膜及制备方法
CN104269511A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 成都赢创科技有限公司 一种液流电池隔膜及其制备方法
CN108306037A (zh) * 2018-03-01 2018-07-20 犀望新能源科技（昆山）有限公司 一种用于锌溴液流电池的隔膜、制备方法及其应用
CN108400365A (zh) * 2018-03-01 2018-08-14 犀望新能源科技（昆山）有限公司 锌溴液流电池
CN108306037B (zh) * 2018-03-01 2020-10-02 苏州律点信息科技有限公司 一种用于锌溴液流电池的隔膜、制备方法及其应用
CN109860675A (zh) * 2019-01-08 2019-06-07 杨记周 一种新能源汽车燃料电池离子交换膜及其制备方法
CN117913331A (zh) * 2024-03-14 2024-04-19 中海储能科技(北京)有限公司 一种用于铁铬液流电池的质子交换膜改性方法及全氟磺酸复合膜
CN117913331B (zh) * 2024-03-14 2024-06-07 中海储能科技(北京)有限公司 一种用于铁铬液流电池的质子交换膜改性方法及全氟磺酸复合膜

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