CN103682212B - 一种碱性多孔膜在液流储能电池中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碱性多孔膜在液流储能电池中的应用，所述碱性多孔膜是以含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂为基体，还可与其它树脂共混，最后在基体的氯甲基或溴甲基基团上接枝碱性基团制备而成；其中基体在共混树脂中的含量为5～100wt％。该类碱性多孔膜制备方法简单，孔径可控，碱性集团含量可调，容易实现大批量生产。制备碱性有孔膜有效的提高了隔膜的离子电导率，并通过静电排斥作用有效的阻止了钒离子渗透，大大提高了全钒液流电池的能量转换效率。

Description

一种碱性多孔膜在液流储能电池中的应用
技术领域
本发明涉及一种液流储能电池用高分子电解质隔膜材料，特别涉及一种离子交换基团接枝的有孔膜在液流储能电池中的应用。
背景技术
液流储能电池是一种电化学储能新技术，与其它储能技术相比，具有能量转换效率高、系统设计灵活、蓄电容量大、选址自由、可深度放电、安全环保、维护费用低等优点，可以广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电储能、应急电源系统、备用电站、智能电网和电力系统削峰填谷等方面。全钒液流储能电池(Vanadiumflowbattery，VFB)由于安全性高、稳定性好、效率高、寿命长(寿命＞15年)、成本低等优点，被认为是液流储能电池中最有前景和代表性的一种液流储能电池。
电池隔膜是液流储能电池中的重要组成部分，它起着阻隔正、负极活性物质，提供质子传输通道的作用。膜的质子传导性、化学稳定性和离子选择性等将直接影响电池的电化学性能和使用寿命；因此要求膜具有较低的活性物质渗透率(即有较高的离子选择透过性)和较低的面电阻(即有较高的离子传导率)，同时还应具有较好的化学稳定性和较低的成本。现在国内外使用的膜材料主要是美国杜邦公司开发的Nafion膜，Nafion膜在电化学性能和使用寿命等方面具有优异的性能，但由于价格昂贵，特别是应用于全钒液流储能电池中存在离子选择性差等缺点，从而限制了该膜的工业化应用。因此，开发具有高选择性、高稳定性和低成本的电池隔膜至关重要。
在全钒液流储能电池中，钒离子为正负极活性物质，其主要通过质子在膜两侧的传递来导通电池内电路。电解液中钒离子和质子均以水合离子的形式存在，且前者的斯托克斯半径远大于后者。我们可以通过有孔分离膜来实现对钒离子和氢离子的分离，通过控制成膜条件，控制有孔膜孔径的大小，使膜中氢离子可以自由通过，而钒离子被截留，可以实现离子交换膜在VFB中的功能。
含碱性基团的有孔膜同时具备了成本低廉、阻钒性能优良、电导率高的优点。可以同时提高全钒液流储能电池的库伦效率和电压效率，进而达到较高的能量转换效率。
发明内容
本发明目的在于克服现有液流储能电池用离子交换膜存在的问题，提供一种碱性多孔膜在液流储能电池中的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种碱性多孔膜在液流储能电池中的应用，所述碱性多孔膜是以含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂为基体，还可与其它树脂共混，最后在基体的氯甲基或溴甲基基团上接枝碱性基团制备而成；
其中基体在共混树脂中的含量为5～100wt％。
所述树脂基体的主链或侧链上含有氯甲基或溴甲基基团，氯甲基或溴甲基程度为30-400mmol/g；
聚芳烃类树脂为聚芳醚、聚芳砜或聚芳酮、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯并咪唑、聚乙烯基吡啶、聚苯基喹喔啉中的一种或二种以上；
其它树脂为不含氯甲基或溴甲基基团的聚芳醚、聚芳砜或聚芳酮、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯并咪唑、聚乙烯基吡啶、聚苯基喹喔啉中的一种或二种以上；所述碱性基团为吡啶、联吡啶、咪唑、恶唑、胍、三甲胺、三乙胺、乙二胺或季膦盐功能基团。
所述多孔膜厚度在20～500μm之间，膜孔径尺寸为0.05～10um，孔隙率为10～70％，接枝碱性基团占多孔复合膜总质量的0.1～50wt.％。
所述碱性多孔膜可按如下过程制备而成，
(1)将含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂与其他树脂共混后溶解在DMSO、DMAC、NMP、DMF、氯仿中的一种或二种以上的溶剂中，在温度20～100℃下充分搅拌5～20h制成共混溶液；上述溶剂中还可加入易挥发性溶剂，形成混合溶剂，易挥发性溶剂在混合溶剂中的浓度为0～50wt％；
(2)将步骤(1)制备的共混溶液倾倒在无纺布、PTFE微孔膜或直接倾倒在玻璃板上，挥发溶剂0～60秒，然后将其整体浸渍入树脂的不良溶剂中5～600s，在-20～100℃温度下制备成多孔复合膜；或将(1)制备的共混溶液倾倒在无纺布、PTFE微孔膜或直接倾倒在玻璃板上，挥发溶剂0～60秒，然后将其整体置于树脂的不良溶剂蒸汽中5～600s，不良溶剂蒸汽占空气的体积分数为5～100％，在-20～100℃温度下制备成多孔复合膜；
(3)将步骤(2)制备的多孔复合膜浸入去离子水中1～20小时进行洗涤，控制温度在-5℃～100℃之间；
(4)将步骤(3)制备的膜置于含有碱性基团分子的溶液中，浸渍0.1～40小时，控制温度在0～100℃之间；
(5)之后将有孔膜用去离子水洗涤干净，并且在磷酸或硫酸水溶液中浸渍0.1-24小时，得有孔复合膜。
所述碱性多孔膜中含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂在共混树脂中的含量为5～95wt％。
所述易挥发性溶剂为甲醇、四氢呋喃或正己烷中的一种或二种以上；树脂的不良溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种或二种以上。
碱性基团分子的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、氯仿及乙醚中的一种或二种以上；碱性基团分子为吡啶、联吡啶、咪唑、恶唑、胍、三甲胺、三乙胺、乙二胺或季膦盐，浓度为0.1-100wt.％。
所述磷酸或硫酸的浓度为0.01-100wt.％之间。
所述液流储能电池包括全钒液流储能电池、锌/溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、铁/铬液流电池、钒/溴液流电池或锌/铈液流电池。
本发明的有益结果为：
(1)本发明首次将碱性多孔膜应用在液流储能电池中，用更少的树脂制备机械性能较好的膜，电解液充满膜内封闭的小孔，质子穿过孔壁和电解液进行传递，可以提高膜的质子电导率和离子选择透过性。通过调节膜的孔结构、孔分布和碱性基团的含量实现对离子的选择透过作用。
(2)该类膜材料兼具成本低廉，阻钒性能优异、电导率高的三重优点，可以有效提高电池性能。
(3)本发明拓展了全钒液流储能电池用多孔膜材料的改性方法。
(4)本发明实现了对全钒液流储能电池效率的可控性，并可以实现较高的电池能量效率。
(5)本发明制备的多孔膜制备方法简单，以氯甲基或溴甲基化的聚芳烃类树脂多孔膜为基底，浸入碱性基团溶液中一定时间即可。
附图说明
图1：为本发明的吡啶基团接枝的多孔膜在VFB中的应用原理图；
图2：为本发明的吡啶基团接枝的多孔膜的制备流程图；
图3：为实施例1所制备的膜在VFB中160-40电密下的充放电曲线；
图4：为实施例1所制备膜的界面电镜图；
图5：为实施例1所制备膜的表面电镜图。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1
2g氯甲基聚砜(氯甲基化程度为135mmol/g)溶于8gDMAC中，搅拌5小时，形成的聚合物溶液，平铺于玻璃板表面，在常温常压下刮成厚度为250um的液膜。10s钟后将玻璃板连同液膜置于50℃湿度为80％的恒温恒湿箱中，5min后取出形成有孔隔膜。
将制得的有孔隔膜在去离子水中浸泡24小时，后浸于吡啶∶水＝1∶3(体积比)的溶液中12小时。之后将有孔膜用去离子水洗涤干净，并且在3mol/L的硫酸水溶液中浸渍1小时，得有孔复合膜，膜的截面与表面结构如图4、5所示。由图4、5可见，整个多孔膜由近似均匀的蜂窝状孔构成，蜂窝状孔的内部填充硫酸作为质子传导介质，孔的壁厚0.1-1微米，由含碱性基团的聚芳烃构成。
利用制备的有孔膜组装全钒液流储能电池，其中催化层为活性碳毡，双极板为石墨板，膜的有效面积为9cm-2，电流密度为160、140、120、80、60、40mAcm-2，电解液中钒离子浓度为1.50molL-1，H2SO4浓度为3molL-1。如图3所示组装的全钒液流储能电池能量效率为均在80％以上。
对比例1
与实施例1相比，将膜换成纯氯甲基化聚砜有孔膜，其他条件不变。电池内阻太大而难以充放电。与纯氯甲基化聚砜有孔膜相比，接枝吡啶、咪唑、三甲胺等碱性基团后的膜电阻显著降低。
本发明孔内接枝磺化或季胺化离子交换基团的有孔膜制备方法简单，孔径可控，容易实现大批量生产。通过接枝有效的提高了有孔膜的离子选择性、电解液浸润性和离子电导率。
实施例2
1g氯甲基聚砜(氯甲基化程度为135mmol/g)与1g普通聚砜共混后溶于8gDMAC中，搅拌24小时，形成的聚合物溶液，平铺于玻璃板表面，在常温常压下刮成厚度为250um的液膜。10s钟后将玻璃板连同液膜置于50℃湿度为80％的恒温恒湿箱中，5min后取出形成有孔隔膜。
将制得的有孔隔膜在去离子水中浸泡24小时，后浸于吡啶∶水＝1∶9(体积比)的溶液中24小时。之后将有孔膜用去离子水洗涤干净，并且在3mol/L的硫酸水溶液中浸渍24小时。
利用制备的有孔膜组装全钒液流储能电池，其中催化层为活性碳毡，双极板为石墨板，膜的有效面积为9cm-2，电流密度为160、140、120、80、60、40mAcm-2，电解液中钒离子浓度为1.50molL-1，H2SO4浓度为3molL-1。组装的全钒液流储能电池能量效率为均在80％以上。
实施例3
1g溴甲基化聚砜(溴甲基化程度为100mmol/g)，搅拌15小时，形成的聚合物溶液，平铺于玻璃板表面，然后迅速浸入5L水中，固化，形成有孔隔膜。
将制得的有孔隔膜在去离子水中浸泡24小时，后浸于咪唑∶水＝1∶3(体积比)的溶液中24小时。之后将有孔膜用去离子水洗涤干净，并且在3mol/L的硫酸水溶液中浸渍24小时，可得到含咪唑基团的碱性有孔膜。
利用制备的有孔膜组装全钒液流储能电池，其中催化层为活性碳毡，双极板为石墨板，膜的有效面积为9cm-2，电流密度为160、140、120、80、60、40mAcm-2，电解液中钒离子浓度为1.50molL-1，H2SO4浓度为3molL-1。组装的全钒液流储能电池能量效率为均在80％以上。
实施例4
1g溴甲基化聚砜(溴甲基化程度为100mmol/g)，搅拌15小时，形成的聚合物溶液，平铺于玻璃板表面，然后迅速浸入5L水中，固化，形成有孔隔膜。
将制得的有孔隔膜在去离子水中浸泡24小时，后浸于浓度为30wt.％的三甲胺水溶液中24小时。之后将有孔膜用去离子水洗涤干净，并且在3mol/L的硫酸水溶液中浸渍24小时。可得到含三甲胺基团的碱性有孔膜。
利用制备的有孔膜组装全钒液流储能电池，其中催化层为活性碳毡，双极板为石墨板，膜的有效面积为9cm-2，电流密度为80mAcm-2，电解液中钒离子浓度为1.50molL-1，H2SO4浓度为3molL-1。在此条件下组装的全钒液流储能电池能量效率可达85％。
实施例5
1g氯甲基化聚醚醚酮与1.5g聚偏氟乙烯共混后溶于中7gNMP中，搅拌5小时，形成的聚合物溶液，平铺于玻璃板表面，然后迅速浸入5L水中，固化，形成有孔隔膜。
将制得的有孔隔膜在去离子水中浸泡24小时，后浸于浓度为30wt.％的三甲胺水溶液中24小时。之后将有孔膜用去离子水洗涤干净，并且在3mol/L的硫酸水溶液中浸渍24小时。可得到含三甲胺基基团的碱性有孔膜。

Claims (7)

1.一种碱性多孔膜在液流储能电池中的应用，其特征在于：所述碱性多孔膜是以含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂为基体与其它树脂共混，最后在基体的氯甲基或溴甲基基团上接枝碱性基团制备而成；所述多孔膜厚度在20～500μm之间，膜孔径尺寸为0.05～10um，孔隙率为10～70％,接枝碱性基团占多孔复合膜总质量的0.1～50wt.％，基体在共混树脂中的含量为5～100wt.％；具体制备过程如下，
(1)将含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂与其他树脂共混后溶解在DMSO、DMAC、NMP、DMF、氯仿中的一种或二种以上的溶剂中，在温度20～100℃下充分搅拌5～20h制成共混溶液；
(2)将步骤(1)制备的共混溶液倾倒在无纺布、PTFE微孔膜或直接倾倒在玻璃板上，挥发溶剂0～60秒，然后将其整体浸渍入树脂的不良溶剂中5～600s，在-20～100℃温度下制备成多孔复合膜；或将(1)制备的共混溶液倾倒在无纺布、PTFE微孔膜或直接倾倒在玻璃板上，挥发溶剂0～60秒，然后将其整体置于树脂的不良溶剂蒸汽中5～600s，不良溶剂蒸汽占空气的体积分数为5～100％，在-20～100℃温度下制备成多孔膜；
(3)将步骤(2)制备的多孔膜浸入去离子水中1～20小时进行洗涤，控制温度在-5℃～100℃之间；
(4)将步骤(3)制备的膜置于含有碱性基团分子的溶液中，浸渍0.1～40小时，控制温度在0～100℃之间；
(5)之后将有孔膜用去离子水洗涤干净，并且在磷酸或硫酸水溶液中浸渍0.1-24小时，得碱性多孔膜；
所述其它树脂为不含氯甲基或溴甲基基团的聚芳醚、聚芳砜或聚芳酮、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯并咪唑、聚乙烯基吡啶、聚苯基喹喔啉中的一种或二种以上。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤(1)将含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂与其他树脂共混后溶解在DMSO、DMAC、NMP、DMF、氯仿中的一种或二种以上的溶剂中，在温度20～100℃下充分搅拌5～20h制成共混溶液；上述溶剂中加入易挥发性溶剂，形成混合溶剂，易挥发性溶剂在混合溶剂中的浓度为0～50wt％；所述易挥发性溶剂为甲醇、四氢呋喃或正己烷中的一种或二种以上。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述碱性多孔膜中含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂在共混树脂中的含量为5～95wt％。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：树脂的不良溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种或二种以上。
5.根据权利要求1所述的应用，碱性基团分子的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、氯仿及乙醚中的一种或二种以上；碱性基团分子为吡啶、联吡啶、咪唑、恶唑、胍、三甲胺、三乙胺、乙二胺或季膦盐，浓度为0.1-100wt.％。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述树脂基体的主链或侧链上含有氯甲基或溴甲基基团，基体的氯甲基或溴甲基程度为30-400mmol/g；聚芳烃类树脂为聚芳醚、聚芳砜或聚芳酮、聚苯并咪唑、聚乙烯基吡啶、聚苯基喹喔啉中的一种或二种以上；所述碱性基团为吡啶、联吡啶、咪唑、恶唑、胍、三甲胺、三乙胺、乙二胺或季膦盐功能基团。
7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述液流储能电池包括全钒液流储能电池、锌/溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、铁/铬液流电池、钒/溴液流电池或锌/铈液流电池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105280864B (zh) * 2014-07-03 2018-04-03 中国科学院大连化学物理研究所 一种碱性多孔膜在锂硫二次电池中的应用
CN106558666A (zh) * 2015-09-24 2017-04-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种液流电池用多孔离子传导膜及其制备和应用
CN109659469A (zh) * 2017-10-11 2019-04-19 中国科学院大连化学物理研究所 一种液流电池用离子传导膜及其制备和应用
CN109954410B (zh) * 2017-12-26 2021-11-05 绿邦膜分离技术（江苏）有限公司 一种半均阴相离子交换膜的制备方法
CN111200145B (zh) * 2018-11-16 2021-10-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种双离子通道的离子传导膜及其制备与应用
CN111313071A (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 中国科学院大连化学物理研究所 一种全钒液流电池负极电解液及其降低负极钒离子迁移的方法
CN112143019B (zh) * 2020-09-01 2021-10-08 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种采用非溶剂诱导相转化法制备基于聚苯并咪唑多孔聚合物离子交换膜的方法及其应用
CN113690540A (zh) * 2021-08-13 2021-11-23 惠州锂威新能源科技有限公司 一种隔膜及其制备方法以及二次电池

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102451620A (zh) * 2010-10-29 2012-05-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种阴离子交换膜及其制备和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001167788A (ja) * 2000-10-19 2001-06-22 Tokuyama Corp レドックスフロー電池用隔膜の製造方法
KR101638595B1 (ko) * 2010-01-29 2016-07-12 삼성전자주식회사 레독스 플로우 전지

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102451620A (zh) * 2010-10-29 2012-05-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种阴离子交换膜及其制备和应用

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