[發明專利]一種鋅溴液流電池陰離子交換膜

無效

• 申請號: 201210264829.3
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102790228A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 李明強;袁曹勇;嚴學慶
• 申請（專利權）人: 江蘇歐力特能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M4/94;H01M2/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

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技術領域

本發明屬于鋅溴液流電池技術領域，尤其涉及鋅溴液流電池中的陰離子交換膜。

背景技術

鋅溴動力電池是以鋅溴化合物及碳材料為主，其特點是可快速充電，可深度放電，無需欠壓保護，電池耐反極，安全可靠，使用循環壽命長,不需電池管理系統，無污染，價格低廉，適用于大巴、中巴游覽觀光車、擺渡等車電池組。

鋅溴電池的溴分子在電池存放過程中，會擴散到陰極，與金屬鋅反應生成溴化鋅，這個過程就是放電過程，也即是在存放過程中存在電池自放電的問題，從而導致需要用的時候電池沒有電。因此，低成本、高性能的離子交換膜的開發是鋅溴電池工業化的先決條件，可見，在鋅溴電池中,離子交換膜是其中的關鍵組件,?對電池的性能有決定性的影響。目前應用于鋅澳液流電池最主要的隔膜是Nafion膜，它允許陽離子通過,但阻止溴的遷移。一般來說,離子交換膜對溴的阻力較大,因而可減小電池自放電,但是這種膜比較昂貴。

發明內容

發明目的：針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種鋅溴液流電池陰離子交換膜，具有高的機械強度和離子傳導性，且成本低廉。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：一種鋅溴液流電池陰離子交換膜，它是設有多個孔隙的基膜，且孔隙內填充有氯甲基化高分子聚合物并經過季銨化處理。

作為優選，所述基膜的孔隙率大于70%。

作為優選，所述基膜采用聚四氟乙烯。

作為優選，所述氯甲基化高分子聚合物為氯甲基化聚砜、氯甲基化聚醚砜、氯甲基化聚醚酮、氯甲基化聚乙烯中的一種或多種。

作為優選，所述季銨化處理用的試劑為三甲胺、三乙胺或三丙胺。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：由于是基于聚四氟乙烯和季氨化高分子聚合物的復合式離子交換膜，因此不僅具有高的機械強度,而且具有很高的離子傳導性,從而保證了鋅溴電池的高性能；同時，由于其成本低廉，因此為鋅溴電池工業化提供了可能。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

一種鋅溴液流電池陰離子交換膜，基膜選用采用聚四氟乙烯，并選用氯甲基化聚砜、氯甲基化聚醚砜、氯甲基化聚醚酮、或氯甲基化聚酰亞胺中的一種高分子聚合物溶于二甲基亞砜,?N-甲基吡咯烷酮,?N,N-?二甲基乙酰胺.?N,N-?二甲基甲酰胺等有機溶劑中，從而形成溶液。將該溶液滴在聚四氟乙烯基膜并使其完全浸在溶液中，然后蒸發制得氯甲基化聚合物和聚四氟乙烯的復合膜。

接著將上述復合膜放入含三甲胺，三乙胺，三丙胺等可以使氯甲基化聚合物季銨化的試劑或者溶液中進行反應，使之形成具有較高機械強度和高離子傳導率的所述用于鋅溴液流電池的離子交換膜。

本發明中的所述離子交換膜的拉伸強度可達20MPa?以上,?離子電導率可達0.1S/cm。可用于單電池開路電壓為1.7V、電池內阻小于0.5?歐姆/cm²的鋅溴電池。本發明采用基于聚四氟乙烯和季銨化高分子聚合物的復合式離子交換膜，因此不僅具有高的機械強度,而且具有很高的離子傳導性,從而保證了鋅溴電池的高性能；同時，由于其成本低廉，因此為鋅溴電池工業化提供了可能。