[發(fā)明專利]質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110504886.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN113948745B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉俊廷;鄭思齊;賴柏宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 律勝科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/18
• 分類號(hào): H01M8/18;H01M8/1016
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發(fā)明涉及一種質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，包含疏水性有機(jī)聚合物及質(zhì)子傳導(dǎo)組分。該質(zhì)子傳導(dǎo)組分包括具有脲結(jié)構(gòu)的親水性材料及由酸性物質(zhì)與堿性物質(zhì)所構(gòu)成的親水性材料中一者。以該質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜的總重為100wt％計(jì)，該質(zhì)子傳導(dǎo)組分的含量范圍為23wt％至70wt％。該質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜能夠用于釩液流電池中，且具有質(zhì)子傳導(dǎo)性、低溶脹性及低釩離子滲透性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種隔離膜，特別是涉及一種質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜。

背景技術(shù)

釩液流電池(Vanadium Flow Battery，簡(jiǎn)稱VFB)，例如全釩液流電池，因具有啟動(dòng)速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性高、功率與能量規(guī)模設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，而成為近年來(lái)廣泛被研究的儲(chǔ)能裝置之一。

在該全釩液流電池中，質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜是影響電池性能的關(guān)鍵材料之一。目前全釩液流電池的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜大多為杜邦(DuPont)的Nafion隔離膜，然而，該Nafion隔離膜浸泡于電解液中，容易發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象，致使全釩液流電池存在有安全性的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于提供一種具有質(zhì)子傳導(dǎo)性、低溶脹性及低釩離子滲透性的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，包含疏水性有機(jī)聚合物及質(zhì)子傳導(dǎo)組分，其中，該質(zhì)子傳導(dǎo)組分包括具有脲素結(jié)構(gòu)的親水性材料及由酸性物質(zhì)與堿性物質(zhì)所構(gòu)成的親水性材料中一者，且以該質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜的總重為100wt％計(jì)，該質(zhì)子傳導(dǎo)組分的含量范圍為23wt％至70wt％。

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，其中，該疏水性有機(jī)聚合物選自聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、聚苯并咪唑、聚醚酮、聚酰胺、聚氨酯樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、丁腈橡膠、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯，或上述任意的組合。

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，其中，以該質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜的總重為100wt％計(jì)，該質(zhì)子傳導(dǎo)組分的含量范圍為35wt％至70wt％。

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，其中，該由酸性物質(zhì)與堿性物質(zhì)所構(gòu)成的親水性材料選自于硫酸三聚氰胺鹽、鹽酸三聚氰胺鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、氰尿酸三聚氰胺鹽、三聚氰胺草酸鹽、正磷酸金屬鹽，或上述任意的組合。

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，其中，該具有脲結(jié)構(gòu)的親水性材料包括具有脲結(jié)構(gòu)的五元雜環(huán)親水性材料及具有脲結(jié)構(gòu)的六元雜環(huán)親水性材料中至少一者。

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，其中，該具有脲結(jié)構(gòu)的親水性材料選自于異氰尿酸、2-羥基苯并咪唑、異氰脲酸三烯丙酯、三(2-丙烯酰氧乙基)異氰脲酸酯、異氰脲酸雙(丙烯酰氧乙基)酯、異氰脲酸三縮水甘油酯、異氰脲酸三[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸酯、尿囊素、4-苯基-3H-1,2,4-三唑啉-3,5-二酮、尿酸、三氯異氰酸、乙內(nèi)酰脲、丙二酰脲、紫脲酸、胸腺嘧碇，或上述任意的組合。

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，其中，當(dāng)該質(zhì)子傳導(dǎo)組分包含該具有脲結(jié)構(gòu)的親水性材料時(shí)，該質(zhì)子傳導(dǎo)組分還包含氨基化合物。

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，其中，該氨基化合物選自于腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、三聚氰胺、氨基吡啶、氨基哌啶、氨基嘧碇，或上述任意的組合。

本發(fā)明的質(zhì)子傳導(dǎo)隔離膜，其中，以該質(zhì)子傳導(dǎo)組分的總量為100wt％計(jì)，該具有脲結(jié)構(gòu)的親水性材料的總量范圍為50wt％以上。

發(fā)明的效果