CN208306005U - 高效可逆储能电池的全氟离子膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高效可逆储能电池的全氟离子膜，包括PET层、陶瓷层、玻纤层、第一聚偏二氧乙烯层、第二聚偏二氧乙烯层、第一全氟磺酸交联离子层、第二全氟磺酸交联离子层。所述陶瓷层和玻纤层具有粘合性，利用陶瓷微料和玻纤微粒的粒径非常小，可以渗入到PET膜的孔内，使得陶瓷层、玻纤层与PET层的结合力有效增加，减小PET膜表面的空隙，使得气体在全氟离子膜中的渗透率降低，离子膜的电导率高，功率密度增高。在此基础上进一步复合第一聚偏二氧乙烯层和第二聚偏二氧乙烯层，增加了全氟离子膜的力学强度，降低了内阻，再赋予最外层的第一全氟磺酸交联离子层和第二全氟磺酸交联离子层，增中膜体的离子效交换能力。

Description

高效可逆储能电池的全氟离子膜

技术领域

本实用新型涉及电池领域技术，尤其是指一种高效可逆储能电池的全氟离子膜。

背景技术

全氟离子膜是质子交换膜燃料电池和氯碱离子膜电解槽的核心材料，目前在我国对此种膜的技术开发和结构设计大多还处于研发阶段，未能推出市场使用，国外只有美国杜邦和日本旭化成等极少数公司采用树脂挤出成膜法生产。目前，全氟磺酸离子膜逐步成为行业常用的钒电池隔膜，但该隔膜物理性能仍待进一步提高，其由于结构上的限制，使得力学性能较差，成本高，电导率偏小，使用寿命短等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种高效可逆储能电池的全氟离子膜，其酸容量高、电导率高、功率密度高、拉伸模量大、线膨胀率小，寿命长，从而克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种高效可逆储能电池的全氟离子膜，包括PET层、陶瓷层、玻纤层、第一聚偏二氧乙烯层、第二聚偏二氧乙烯层、第一全氟磺酸交联离子层、第二全氟磺酸交联离子层，所述陶瓷层粘结于该PET层的上表面，该玻纤层粘结于该PET层的下表面，该第一聚偏二氧乙烯层和第二聚偏二氧乙烯层分别复合于陶瓷层和玻纤层外，该第一全氟磺酸交联离子层和第二全氟磺酸交联离子层分别复合于该第一聚偏二氧乙烯层和第二聚偏二氧乙烯层外。

作为一种优选方案，所述PET层的厚度为100-120μm。

作为一种优选方案，所述陶瓷层为硫酸改性多孔Al2O3膜层，厚度为80-100μm。

作为一种优选方案，所述玻纤层的厚度为60-80μm。

作为一种优选方案，所述第一聚偏二氧乙烯层、第二聚偏二氧乙烯层的厚度为0.5-5μm。

作为一种优选方案，所述第一全氟磺酸交联离子层、第二全氟磺酸交联离子层的厚度均为5-10μm。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，陶瓷层和玻纤层具有粘合性，利用陶瓷微料和玻纤微粒的粒径非常小，可以渗入到PET膜的孔内，使得陶瓷层、玻纤层与PET层的结合力有效增加，减小PET膜表面的空隙，使得气体在全氟离子膜中的渗透率降低，离子膜的电导率高，功率密度增高。在此基础上进一步复合第一聚偏二氧乙烯层和第二聚偏二氧乙烯层，增加了全氟离子膜的力学强度，降低了内阻，再赋予最外层的第一全氟磺酸交联离子层和第二全氟磺酸交联离子层，增中膜体的离子效交换能力。总之，本实用新型的全氟离子膜具有酸容量高、电导率高、功率密度高、拉伸模量大、线膨胀率小，寿命长等优点。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型之实施例的高效可逆储能电池系统结构图。

图2是本实用新型之实施例的全氟离子膜层状结构示意图。

附图标识说明：

1、正极片 2、石墨导电板

3、全氟离子膜 31、PET层

32、陶瓷层 33、玻纤层

34、第一聚偏二氧乙烯层 35、第二聚偏二氧乙烯层

36、第一全氟磺酸交联离子层 37、第二全氟磺酸交联离子层

4、石墨毯电极 5、负极板

6、正极电解液 7、负极电触液

8、正极循环泵 9、负极循环泵。

具体实施方式

请参照图1和图2所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，是一种高效可逆储能电池的全氟离子膜，所述高效可逆储能电池包括正极片1、石墨导电板2、全氟离子膜3、石墨毯电极4、负极板5、正极电解液6、负极电触液7、正极循环泵8、负极循环泵9。所述全氟离子膜3夹设于石墨导电板2和石墨毯电极4之间。所述正极片1贴于石墨导电板2的底面。所述负极板5贴于石墨毯电极4的顶面。该正极板和负极板5通过导线连接负载。所述石墨导电板2的首尾两端通过管道连通正极电解液6和正极循环泵8。所述石墨毯电极4的首尾两端通过管道连通负极电解液和负极循环泵9，以形成钒电池。这种钒电池系统功率容量独立，容液相反应，循环寿寿长，可瞬间充电，生产成本低，安全可靠性高，功率大，容量大，能量效率高，可深度放电，响应速度快，环保无污染。

其中，所述全氟离子膜3包括PET层31、陶瓷层32、玻纤层33、第一聚偏二氧乙烯层34、第二聚偏二氧乙烯层35、第一全氟磺酸交联离子层36、第二全氟磺酸交联离子层37。所述陶瓷层32粘结于该PET层31的上表面，该玻纤层33粘结于该PET层31的下表面，该第一聚偏二氧乙烯层34和第二聚偏二氧乙烯层35分别复合于陶瓷层32和玻纤层33外，该第一全氟磺酸交联离子层36和第二全氟磺酸交联离子层37分别复合于该第一聚偏二氧乙烯层34和第二聚偏二氧乙烯层35外。

所述PET层31的厚度为100-120μm。该PET层31内具有细微的孔，利用陶瓷层32和陶瓷粉末和玻纤层33的玻纤粉渗透到孔内，形成网络结构，提高膜层之间的交联度。本实施例中，所述陶瓷层32为硫酸改性多孔Al2O3膜层，厚度为80-100μm。所述玻纤层33的厚度为60-80μm。作为一种优选方案，所述第一聚偏二氧乙烯层34、第二聚偏二氧乙烯层35的厚度为0.5-5μm。作为一种优选方案，所述第一全氟磺酸交联离子层36、第二全氟磺酸交联离子层37的厚度均为5-10μm。

本实用新型中，陶瓷层32和玻纤层33具有粘合性，利用陶瓷微料和玻纤微粒的粒径非常小，可以渗入到PET膜的孔内，使得陶瓷层32、玻纤层33与PET层31的结合力有效增加，减小PET膜表面的空隙，使得气体在全氟离子膜3中的渗透率降低，离子膜的电导率高，功率密度增高。在此基础上进一步复合第一聚偏二氧乙烯层34和第二聚偏二氧乙烯层35，增加了全氟离子膜3的力学强度，降低了内阻，再赋予最外层的第一全氟磺酸交联离子层36和第二全氟磺酸交联离子层37，增中膜体的离子效交换能力。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种高效可逆储能电池的全氟离子膜，所述高效可逆储能电池包括正极片、石墨导电板、全氟离子膜、石墨毯电极、负极板、正极电解液、负极电触液、正极循环泵、负极循环泵，所述全氟离子膜夹设于石墨导电板和石墨毯电极之间，所述正极片贴于石墨导电板的底面，所述负极板贴于石墨毯电极的顶面，该正极板和负极板通过导线连接负载；所述石墨导电板的首尾两端通过管道连通正极电解液和正极循环泵；所述石墨毯电极的首尾两端通过管道连通负极电解液和负极循环泵池；其特征在于：所述全氟离子膜包括PET层、陶瓷层、玻纤层、第一聚偏二氧乙烯层、第二聚偏二氧乙烯层、第一全氟磺酸交联离子层、第二全氟磺酸交联离子层，所述陶瓷层粘结于该PET层的上表面，该玻纤层粘结于该PET层的下表面，该第一聚偏二氧乙烯层和第二聚偏二氧乙烯层分别复合于陶瓷层和玻纤层外，该第一全氟磺酸交联离子层和第二全氟磺酸交联离子层分别复合于该第一聚偏二氧乙烯层和第二聚偏二氧乙烯层外。

2.根据权利要求1所述的高效可逆储能电池的全氟离子膜，其特征在于：所述PET层的厚度为100-120μm。

3.根据权利要求1所述的高效可逆储能电池的全氟离子膜，其特征在于：所述陶瓷层为硫酸改性多孔Al2O3膜层，厚度为80-100μm。

4.根据权利要求1所述的高效可逆储能电池的全氟离子膜，其特征在于：所述玻纤层的厚度为60-80μm。

5.根据权利要求1所述的高效可逆储能电池的全氟离子膜，其特征在于：所述第一聚偏二氧乙烯层、第二聚偏二氧乙烯层的厚度为0.5-5μm。

6.根据权利要求1所述的高效可逆储能电池的全氟离子膜，其特征在于：所述第一全氟磺酸交联离子层、第二全氟磺酸交联离子层的厚度均为5-10μm。