[發明專利]一種低溫非水系對稱有機液流電池有效
| 申請號： | 201710242757.5 | 申請日： | 2017-04-14 |
| 公開（公告）號： | CN106920983B | 公開（公告）日： | 2020-05-15 |
| 發明（設計）人： | 陳軍;馬亭;潘增;李海霞;陶占良;程方益;梁靜;于川茗 | 申請（專利權）人： | 南開大學 |
| 主分類號： | H01M8/18 | 分類號： | H01M8/18 |
| 代理公司： | 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002 | 代理人： | 劉書元 |
| 地址： | 300071*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 低溫 水系 對稱 有機 流電 | ||
1.一種低溫非水系對稱有機液流電池，其特征在于：以卟啉類作為正極電解質溶液和負極電解質溶液的活性材料，
所述活性材料包括卟啉或金屬卟啉中的一種或兩種以上，活性材料濃度為1-1000 mg/mL；
所述電解質溶液包括支持電解質，所述的支持電解質包括四丁基高氯酸銨、四氟硼酸銨、氯化銨(NH4Cl)、四丁基六氟磷酸銨中的一種或兩種以上，濃度為0.01-5 mol/L；
所述電解質溶液以低凝固點、寬電化學窗口的有機溶劑作為支持電解質的溶劑，所述有機溶劑包括DMAc、CH2Cl2、DMF、乙腈、NMP、苯中的一種或兩種以上；
包括隔膜，該隔膜為根據篩分原理制備的離子選擇膜；所述離子選擇膜的離子選擇層孔徑小于活性材料的分子直徑而大于支持電解質陰離子的直徑，通過孔徑篩分原理進行離子選擇，離子選擇膜使用高離子電導率的高分子多孔膜和無機多孔材料作為原材料；
電解質溶液為卟啉類活性材料@導電劑的懸浮電解質溶液；
高分子多孔膜基底包括聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚砜中的一種或兩種以上；無機多孔材料包括SiO2、TiO2、Y-沸石中的一種或兩種以上。
2.如權利要求1所述的低溫非水系對稱有機液流電池，其特征在于：所述導電劑為乙炔黑、Super P、KS-6、科琴黑中的一種或者兩種以上混合而成。
3.如權利要求1所述的低溫非水系對稱有機液流電池，其特征在于：所述的懸浮電解質溶液通過以下步驟制備得到：
(1) 將4-6g卟啉類活性材料與0.1-0.4 g導電劑放入球磨罐中，球磨罐體積為400-500cm3，直徑6-10 cm，高度6-10 cm；
(2) 球磨罐中放入鋯球總質量為20-30g，鋯球規格有0.2和0.5cm兩種；
(3) 球磨罐中充入氬氣，球磨時間4-6h，轉速200-500 r/min，得到卟啉類活性材料@導電劑的復合材料；
(4) 將所述復合材料加入到20-30mL支持電解質溶液中，在冰水浴中超聲分散3-6h，得到懸浮電解質溶液。
4.如權利要求1所述的低溫非水系對稱有機液流電池，其特征在于：所述離子選擇膜通過以下步驟制備得到：
(1) 將無機多孔材料150-500 mg在50 mL異丙醇溶劑中超聲分散3-6 h；
(2) 加入5 wt% nafion 溶液750-2500 μL后，再將體系超聲分散3-6 h；
(3) 將上述分散液用噴槍，壓力0.01-0.05 MPa，均勻噴涂與有機高分子多孔膜的兩側，有機高分子多孔膜提前在異丙醇溶劑中浸泡24-48 h；
(4) 將得到的高分子@無機復合離子選擇膜固定并放入40-70 ℃真空烘箱中真空干燥12-24 h后備用。
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