CN104953146A - 一种用于全钒液流电池的模块的制备方法 - Google Patents

一种用于全钒液流电池的模块的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104953146A
CN104953146A CN201510324791.8A CN201510324791A CN104953146A CN 104953146 A CN104953146 A CN 104953146A CN 201510324791 A CN201510324791 A CN 201510324791A CN 104953146 A CN104953146 A CN 104953146A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon felt
flow battery
module
redox flow
vanadium redox
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510324791.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104953146B (zh
Inventor
陈曦
刘博�
赵炜
贺浩
闫渊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201510324791.8A priority Critical patent/CN104953146B/zh
Publication of CN104953146A publication Critical patent/CN104953146A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104953146B publication Critical patent/CN104953146B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种用于全钒液流电池的模块的制备方法，步骤如下：1、将经过干燥处理后的碳毡或双极板置于强酸溶液中，常温浸泡；2、再进行抽滤处理后，反复用去离子水清洗；3、再将碳毡或双极板放入去离子水中，超声处理；4、将全氟磺酸树脂溶液喷涂在碳毡或双极板的一侧，然后干燥，待全氟磺酸树脂溶液中溶剂完全挥发后，在碳毡或双极板表面形成全氟磺酸树脂膜；5、对全氟磺酸树脂膜进行检查，若存在裂缝或孔洞瑕疵则重复步骤4进行二次喷涂，检查无明显瑕疵得到相应的电池组件；6、将电池组件热处理后，得到用于全钒液流电池的模块；本发明制备的模块能够简化全钒液流电池的组装工艺，减小隔膜褶皱导致的次品，减小隔膜的厚度，进而降低隔膜的电阻率，从而改善全钒液流电池的充放电性能。

Description

一种用于全钒液流电池的模块的制备方法
技术领域
本发明涉及一种全钒液流电池技术领域，特别是涉及一种用于全钒液流电池的模块的制备方法。
背景技术
近年来，随着社会的发展、能源需求和环境污染成为社会发展的主要矛盾之一。为了应对日益严峻的环境形势、满足人们对良好的生活环境的需求，世界上各国政府争相发展新能源如光伏发电、风力发电等新能源，但是由于新能源发电与生俱来的发电不稳定等特点，容易对电网造成冲击，这就使得在发展新能源的同时必须要配套相应的储能系统。
在众多的储能系统中，全钒液流电池由于其具有高能效,长寿命,低成本,宽温度,无需换热器,是光伏,风电,电网,储能的最佳选择。常规的全钒液流电池核心电堆由双极板和隔膜组成，在组装时，全钒液流电池的隔膜将液流电池正负极分隔开来。但由于隔膜非常薄，且具有一定的粘性，这就使得全钒液流电池组装过程中容易在隔膜上出现褶皱，影响电池的放电性能。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种双极板和隔膜一体化的全钒液流电池的制备方法，能够有效简化全钒液流电池的组装过程，减小隔膜褶皱导致的次品。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于全钒液流电池的模块的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将经过干燥处理后的碳毡或双极板置于强酸溶液中，常温浸泡1～4小时；
步骤2：将浸泡后的碳毡或双极板进行抽滤处理后，反复用去离子水清洗；
步骤3：将步骤2所得的碳毡或双极板放入去离子水中，超声处理20～50分钟；
步骤4：将质量百分比为5％～20％的全氟磺酸树脂溶液喷涂在碳毡或双极板的一侧，然后在40～80℃烘箱中干燥1～4小时，待全氟磺酸树脂溶液中溶剂完全挥发之后，在碳毡或双极板表面形成全氟磺酸树脂膜；
步骤5：对形成的全氟磺酸树脂膜进行检查，若存在裂缝或孔洞瑕疵则重复步骤4进行二次喷涂，检查无明显瑕疵得到相应的电池组件；
步骤6：将得到的电池组件放置在110～180℃烘箱中热处理1～30分钟，得到用于全钒液流电池的模块。
所述强酸采用浓度为3～8mol/L盐酸、硫酸或硝酸中的一种或任意两种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的双极板/隔膜一体化的全钒液流电池模块能够大大简化全钒液流电池的组装工艺，减小隔膜褶皱导致的次品；通过将隔膜负载在碳毡或双极板支撑载体上，在保证隔膜机械性能的情况下，可以尽量减小隔膜的厚度，进而降低隔膜的电阻率，从而改善全钒液流电池的充放电性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例一种用于全钒液流电池的模块的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将经过干燥处理后的碳毡置于浓度为3mol/L的硝酸溶液中，常温浸泡1小时；
步骤2：将浸泡后的碳毡进行抽滤处理后，反复用去离子水清洗；
步骤3：将步骤2所得的碳毡放入去离子水中，超声处理20分钟；
步骤4：将质量百分比为5％的全氟磺酸树脂溶液喷涂在碳毡的一侧，然后在40℃烘箱中干燥1小时，待全氟磺酸树脂溶液中溶剂完全挥发之后，在碳毡表面形成全氟磺酸树脂膜；
步骤5：对形成的全氟磺酸树脂膜进行检查，若存在裂缝或孔洞瑕疵则重复步骤4进行二次喷涂，检查无明显瑕疵得到相应的电池组件；
步骤6：将得到的电池组件放置在110℃烘箱中热处理30分钟，得到用于全钒液流电池的模块。
本实施例制得的模块的全氟磺酸树脂膜厚度为10μm，较市售Nafion 117隔膜的厚度小了近40％，在1.5mol/L硫酸溶液中，测得膜电阻率为1.1Ω/cm。
实施例2
本实施例一种用于全钒液流电池的模块的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将经过干燥处理后的碳毡置于浓度为5mol/L的硝酸溶液中，常温浸泡4小时；
步骤2：将浸泡后的碳毡进行抽滤处理后，反复用去离子水清洗；
步骤3：将步骤2所得的碳毡放入去离子水中，超声处理50分钟；
步骤4：将质量百分比为20％的全氟磺酸树脂溶液喷涂在碳毡的一侧，然后在60℃烘箱中干燥2小时，待全氟磺酸树脂溶液中溶剂完全挥发之后，在碳毡表面形成全氟磺酸树脂膜；
步骤5：对形成的全氟磺酸树脂膜进行检查，若存在裂缝或孔洞瑕疵则重复步骤4进行二次喷涂，检查无明显瑕疵得到相应的电池组件；
步骤6：将得到的电池组件放置在140℃烘箱中热处理20分钟，得到用于全钒液流电池的模块。
本实施例制得的模块的全氟磺酸树脂膜厚度为15μm，较市售Nafion 117隔膜的厚度小10％以上，在1.5mol/L硫酸溶液中，测得膜电阻率为1.9Ω/cm。
实施例3
本实施例一种用于全钒液流电池的模块的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将经过干燥处理后的双极板置于浓度为8mol/L的硝酸溶液中，常温浸泡2小时；
步骤2：将浸泡后的双极板进行抽滤处理后，反复用去离子水清洗；
步骤3：将步骤2所得的双极板放入去离子水中，超声处理30分钟；
步骤4：将质量百分比为10％的全氟磺酸树脂溶液喷涂在双极板的一侧，然后在80℃烘箱中干燥4小时，待全氟磺酸树脂溶液中溶剂完全挥发之后，在双极板表面形成全氟磺酸树脂膜；
步骤5：对形成的全氟磺酸树脂膜进行检查，若存在裂缝或孔洞瑕疵则重复步骤4进行二次喷涂，检查无明显瑕疵得到相应的电池组件；
步骤6：将得到的电池组件放置在180℃烘箱中热处理10分钟，得到用于全钒液流电池的模块。
本实施例制得的模块的全氟磺酸树脂膜厚度为13μm，较市售Nafion 117隔膜的厚度小了20％以上，在1.5mol/L硫酸溶液中，测得膜电阻率为1.6Ω/cm。

Claims (2)

1.一种用于全钒液流电池的模块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将经过干燥处理后的碳毡或双极板置于强酸溶液中，常温浸泡1～4小时；
步骤2：将浸泡后的碳毡或双极板进行抽滤处理后，反复用去离子水清洗；
步骤3：将步骤2所得的碳毡或双极板放入去离子水中，超声处理20～50分钟；
步骤4：将质量百分比为5％～20％的全氟磺酸树脂溶液喷涂在碳毡或双极板的一侧，然后在40～80℃烘箱中干燥1～4小时，待全氟磺酸树脂溶液中溶剂完全挥发之后，在碳毡或双极板表面形成全氟磺酸树脂膜；
步骤5：对形成的全氟磺酸树脂膜进行检查，若存在裂缝或孔洞瑕疵则重复步骤4进行二次喷涂，检查无明显瑕疵得到相应的电池组件；
步骤6：将得到的电池组件放置在110～180℃烘箱中热处理1～30分钟，得到用于全钒液流电池的模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于全钒液流电池的模块的制备方法，其特征在于：所述强酸采用浓度为3～8mol/L盐酸、硫酸或硝酸中的一种或任意两种。
CN201510324791.8A 2015-06-12 2015-06-12 一种用于全钒液流电池的模块的制备方法 Active CN104953146B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510324791.8A CN104953146B (zh) 2015-06-12 2015-06-12 一种用于全钒液流电池的模块的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510324791.8A CN104953146B (zh) 2015-06-12 2015-06-12 一种用于全钒液流电池的模块的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104953146A true CN104953146A (zh) 2015-09-30
CN104953146B CN104953146B (zh) 2017-03-22

Family

ID=54167646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510324791.8A Active CN104953146B (zh) 2015-06-12 2015-06-12 一种用于全钒液流电池的模块的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104953146B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107732254A (zh) * 2016-08-10 2018-02-23 Jntg有限公司 钒氧化还原液流电池用电极及包含它的钒氧化还原液流电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101877408A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 比亚迪股份有限公司 一种液流电池集流体和液流电池
CN103545473A (zh) * 2013-10-18 2014-01-29 中国第一汽车股份有限公司 制备一体化锂电池极板隔膜的装置及方法
US20140038000A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Sharp Laboratories Of America, Inc. Flow-Through Metal Battery with Ion Exchange Membrane
CN104518222A (zh) * 2013-09-29 2015-04-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种液流电池用双极板或单极板结构及全钒液流电池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101877408A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 比亚迪股份有限公司 一种液流电池集流体和液流电池
US20140038000A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Sharp Laboratories Of America, Inc. Flow-Through Metal Battery with Ion Exchange Membrane
CN104518222A (zh) * 2013-09-29 2015-04-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种液流电池用双极板或单极板结构及全钒液流电池
CN103545473A (zh) * 2013-10-18 2014-01-29 中国第一汽车股份有限公司 制备一体化锂电池极板隔膜的装置及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107732254A (zh) * 2016-08-10 2018-02-23 Jntg有限公司 钒氧化还原液流电池用电极及包含它的钒氧化还原液流电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN104953146B (zh) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102299353B (zh) 有机无机复合膜在酸性电解液液流储能电池中的应用
CN107634222A (zh) 一种废旧磷酸铁锂正极材料的再生方法
CN106910697A (zh) 晶体硅太阳能电池片抗光衰能力的检测方法
CN102093584A (zh) 一种全氟磺酸复合质子交换膜的制备方法
CN103219532A (zh) 液流电池用磺化聚醚醚酮基共混离子交换膜及其制备方法
CN102544541B (zh) 一种非对称性psfa/pp/speek复合隔膜的制备方法
CN103903871A (zh) 电化学电源隔膜及其制备方法、电化学电池或电容器
CN111261888A (zh) 一种全钒液流电池电极材料的回收再利用方法
CN104037431A (zh) 液流电池用离子交换膜
CN107528093A (zh) 一种磷酸铁锂动力电池的老化工艺
CN103066306A (zh) 一种用于锌溴液流电池的离子交换膜及制备方法
CN110718701B (zh) 制备氮化铬/碳化铬复合膜用于改性不锈钢双极板的方法
CN103012826B (zh) 可用于钒电池的聚偏氟乙烯复合膜的制备工艺
CN110504487A (zh) 一种锂离子电池电解液及其制备方法
US9093685B2 (en) Methods of making membrane electrode assemblies
CN104953146B (zh) 一种用于全钒液流电池的模块的制备方法
CN107623138B (zh) 一种复合质子交换膜及其制备方法
CN104425789B (zh) 一种全钒液流电池隔膜及其制备方法
CN103268925A (zh) 一种钒电池用全氟磺酸离子交换膜制备工艺
CN105552235B (zh) 一种提高钙钛矿太阳能电池效率的方法
CN104752737A (zh) 一种新型全钒液流电池离子交换膜的制备方法
CN105375040B (zh) 液流电池电极处理方法
CN109873189B (zh) 质子交换膜及其制备方法
CN102956871A (zh) 锂离子电池极片制作方法
CN110556514A (zh) 一种全固态锂离子电池的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant