JP2017033895A - レドックス電池用隔膜 - Google Patents
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Abstract
Description
1.イオン交換樹脂含有層と補強材層とを含んでなる貼り合わせ複合膜であって、前記イオン交換樹脂含有層が、化学式1で表される構成成分を含むポリマー(A)を含むことを特徴とする、レドックス電池用隔膜。
3.前記補強材が親水化処理されている多孔質材料であることを特徴とする、1または2のいずれかに記載のレドックス電池用隔膜。
4.前記ポリマー(A)の構成成分が、下記一般式(2)及び下記一般式(3)で示される構成成分を含むことを特徴とする、1〜3のいずれかに記載のレドックス電池用隔膜。
6.電池の活物質としてバナジウムイオンを用いるレドックス電池に用いられることを特徴とする、1〜4のいずれかに記載のレドックス電池用隔膜。
7.前記1〜5のいずれかに記載の隔膜と電極とを含有することを特徴とするレドックス電池用隔膜/電極複合体。
8.前記1〜5のいずれかに記載の隔膜を含有することを特徴とするレドックス電池。
9.前記7に記載の隔膜/電極複合体を含有することを特徴とするレドックス電池。
充電に始まり、放電で終わる1サイクルのテストにおいて、電流密度を電極幾何面積当たり80mA/cm2(1280mA)として、1.7Vまでの充電に要した電気量をQ1クーロン、1.0Vまでの定電流放電で取りだした電気量をQ2クーロンとし、数式1で電流効率ηI を求めた。
負極液中のV3+をV2+に完全に還元するのに必要な理論電気量Qthに対して、放電により取りだした電気量の比を充電率とし、数式2で充電率を求めた。
上記の方法で求めたセル抵抗Rを用いて数式4の簡便法により電圧効率ηVを求めた。
前述の電流効率ηIと電圧効率ηVを用いて、数式5によりエネルギー効率ηEを求めた。
0.9mol/lの5価のバナジウムイオンを含む4.0mol/l硫酸から成る電解液に膜を浸漬させ、70℃で96時間加熱した。試験後の膜について、膜形状の有無を確認後、2.5mol/l硫酸に一晩以上浸漬させ、純水でさらに1時間浸漬することで酸成分を除去した。その後、前述の方法に従って、ηIを求め、数式6に従って電流効率損失を求めた。
流効率である。
3,3’,4,4’−テトラアミノジフェニルスルホン(略号:TAS)1.500g(5.389x10-3mole)、2,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸モノナトリウム(略号:STA、純度99%)1.445g(5.389x10-3mole)、ポリリン酸(五酸化リン含量75%)20.48g、五酸化リン16.41gを重合容器に量り取った。窒素を流し、オイルバス上ゆっくり撹拌しながら100℃まで昇温した。100℃で1時間保持した後、150℃に昇温して1時間、200℃に昇温して4時間重合した。重合終了後放冷し、水を加えて重合物を取り出し、ミキサーを用いて粉砕した。洗浄液がpH試験紙で中性を示すまで水洗を繰り返した。得られたポリマーは120℃で終夜減圧乾燥した。ポリマーの対数粘度は、1.71を示した。得られたポリマーをポリマー(1)と称し、その構造式を下記に示す。
実施例1において、補強材を住友電工ファインポリマー社製ポアフロンWPW−300−75に変更した以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムの厚みは70μmであった。
実施例1において、補強材をライダール社製EvoporE−18P02Aに変更した以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムの厚みは116μmであった。
実施例1において、ポリマー(1)が80重量%、ポリスチレンスルホン酸が20重量%になるよう両溶液を混合させた以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムの厚みは39μmであった。
実施例1において、ポリマー(1)のみをイオン交換樹脂層として用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。得られたフィルムの厚みは40μmであった。
ポリマー(1)を、ポリマー濃度が10重量%となるようにNMPに溶解させ、この溶液をホットプレート上のガラス板に約200μm厚にキャストし、フィルム状になるまでNMPを留去した後、水中に一晩以上浸漬した。得られたフィルムの厚みは15μmであった。
実施例1と同様にポリマー(1)、ポリスチレンスルホン酸、塩化リチウムからなるポリマー混合溶液を作製した。得られた混合溶液をホットプレート上のガラス板に約200μm厚にキャストし、フィルム状になるまでNMPを留去した後、水中に一晩以上浸漬した。次に、2M硫酸に2時間浸漬させた後、洗液が中性になるまで純水で洗浄した。得られたフィルムの厚みは16μmであった。
材、6…正極液タンク、7…負極液タンク、8,9…ポンプ
Claims (9)
- イオン交換樹脂含有層と補強材層とを含んでなる貼り合わせ複合膜であって、前記イオン交換樹脂含有層が、化学式1で表される構成成分を含むポリマー(A)を含むことを特徴とする、レドックス電池用隔膜。
- 前記ポリマー(A)の含有量が、該イオン交換樹脂含有層の10〜100重量%であることを特徴とする、請求項1に記載のレドックス電池用隔膜。
- 前記補強材が親水化処理されている多孔質材料であることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載のレドックス電池用隔膜。
- 前記ポリマー(A)の構成成分が、下記一般式(2)及び下記一般式(3)で示される構成成分を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のレドックス電池用隔膜。
- レドックスフロー電池用隔膜であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のレドックス電池用隔膜。
- 電池の活物質としてバナジウムイオンを用いるレドックス電池に用いられることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のレドックス電池用隔膜。
ス電池用隔膜。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の隔膜と電極とを含有することを特徴とするレドックス電池用隔膜/電極複合体。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の隔膜を含有することを特徴とするレドックス電池。
- 請求項7に記載の隔膜/電極複合体を含有することを特徴とするレドックス電池。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017218781A1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | 3M Innovative Properties Company | Ion exchange membrane and method of producing same, membrane electrode assembly, and redox flow battery |
JP2018160443A (ja) * | 2017-03-21 | 2018-10-11 | 株式会社東芝 | セパレータ、二次電池、電池パック及び車両 |
JP2019102225A (ja) * | 2017-11-30 | 2019-06-24 | 旭化成株式会社 | レドックスフロー電池用隔膜及びレドックスフロー電池 |
US10720667B2 (en) | 2017-03-22 | 2020-07-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
US10862092B2 (en) | 2017-03-21 | 2020-12-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery with separator having a solid electrolyte, battery pack, and vehicle |
US11018378B2 (en) | 2017-09-19 | 2021-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
CN113764693A (zh) * | 2020-06-03 | 2021-12-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种非离子型离子传导膜及其制备和应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003327825A (ja) * | 2002-05-08 | 2003-11-19 | Toyobo Co Ltd | 酸性基含有ポリベンズイミダゾール系化合物と酸性基含有ポリマーを含む組成物、イオン伝導膜、接着剤、複合体、燃料電池 |
WO2013027758A1 (ja) * | 2011-08-22 | 2013-02-28 | 東洋紡株式会社 | バナジウム系レドックス電池用イオン交換膜、複合体、及びバナジウム系レドックス電池 |
WO2014077257A1 (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | レドックスフロー二次電池用隔膜及びそれを用いたレドックスフロー二次電池 |
-
2015
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003327825A (ja) * | 2002-05-08 | 2003-11-19 | Toyobo Co Ltd | 酸性基含有ポリベンズイミダゾール系化合物と酸性基含有ポリマーを含む組成物、イオン伝導膜、接着剤、複合体、燃料電池 |
WO2013027758A1 (ja) * | 2011-08-22 | 2013-02-28 | 東洋紡株式会社 | バナジウム系レドックス電池用イオン交換膜、複合体、及びバナジウム系レドックス電池 |
WO2014077257A1 (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | レドックスフロー二次電池用隔膜及びそれを用いたレドックスフロー二次電池 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017218781A1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | 3M Innovative Properties Company | Ion exchange membrane and method of producing same, membrane electrode assembly, and redox flow battery |
JP2018160443A (ja) * | 2017-03-21 | 2018-10-11 | 株式会社東芝 | セパレータ、二次電池、電池パック及び車両 |
US10862092B2 (en) | 2017-03-21 | 2020-12-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery with separator having a solid electrolyte, battery pack, and vehicle |
US10720667B2 (en) | 2017-03-22 | 2020-07-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
US11018378B2 (en) | 2017-09-19 | 2021-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
JP2019102225A (ja) * | 2017-11-30 | 2019-06-24 | 旭化成株式会社 | レドックスフロー電池用隔膜及びレドックスフロー電池 |
CN113764693A (zh) * | 2020-06-03 | 2021-12-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种非离子型离子传导膜及其制备和应用 |
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