[發明專利]離子交換基團接枝的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用

無效

• 申請號: 201210487307.X
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103840110A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 張華民;李先鋒;李云;段寅琦
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M8/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.離子交換基團接枝的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：所述的多孔隔膜是在以聚砜或聚醚砜有機高分子樹脂為原料制備的多孔膜為基體，在多孔膜表面和/或孔內接枝離子交換基團制備而成，其中離子交換基團占多孔隔膜總質量的0.1-10wt.%。

2.根據權利要求1所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：所述離子交換基團為磺酸基、羥基、羰基、羧酸基或胺基中的一種或兩種以上。

3.根據權利要求1所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：所述接枝方法為光引發聚合接枝、輻射接枝、等離子體接枝，優選光引發聚合。

4.根據權利要求1所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：所述隔膜厚度在50～300μm之間，優選膜厚度100-150μm，膜孔徑尺寸為0.05～100nm，孔隙率為5～90%。

5.根據權利要求1所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：所述多孔隔膜采用光引發聚合具體制備方法如下：

（1）將有機高分子樹脂和添加劑溶解在有機溶劑中，在溫度為50～100℃下充分攪拌2～10h制成共混溶液；其中有機高分子樹脂濃度為25～35wt.%之間，添加劑濃度在5~15wt.%；

（2）將步驟（1）制備的共混溶液傾倒在平板上，在空氣相對濕度低于60%條件下揮發溶劑0～10s，然后將其整體浸漬入樹脂的不良溶劑中5～600s，在20～100℃溫度下制備成多孔膜；其厚度在100～150μm之間；

（3）將步驟（2）制備的多孔膜浸入光引發劑溶液中，在黑暗環境中放置2~10h；

（4）將步驟（3）制備的多孔膜置于除去氧氣的含有離子交換基團的單體溶液中0.5~2h；

所述單體為乙烯基類單體，單體溶液所用溶劑為水，溶液濃度0.1-1mol/L；所述除去氧氣的含有離子交換基團的單體溶液是指使溶液的溶氧量不超過0.25mg/L。

（5）將步驟（4）中的多孔隔膜置于紫外光照下，控制光照時間為0.5~2h，通入氮氣保護，得到接枝離子交換基團的多孔隔膜。

6.根據權利要求1所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：所述添加劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一種或二種以上。

7.根據權利要求1所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：

所述有機高分子樹脂為聚砜或聚醚砜；

所述乙烯基類單體為N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯磺酸鈉中的一種或二種以上。

8.根據權利要求1所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：

所述有機溶劑為DMSO、DMAc、NMP、DMF中的一種或二種以上。

所述樹脂的不良溶劑為水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇中的一種或二種以上。

9.根據權利要求5所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：

所述光引發劑為二苯甲酮（BP)、芳基疊氮化合物試劑中的一種或二種；

所述光引發劑溶液所用溶劑為水或甲醇，濃度在0.1～0.5mol/L之間。

10.根據權利要求1所述的多孔隔膜在液流儲能電池中的應用，其特征在于：所述液流儲能電池包括全釩液流儲能電池、鋅/溴液流電池、多硫化鈉/溴液流電池、鐵/鉻液流電池、釩/溴液流電池或鋅/鈰液流電池。