[實用新型]離子交換膜結(jié)構(gòu)及其適用的液流電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202223273223.4
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN218918969U
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鳳鵬舉
• 申請（專利權(quán)）人: 寰泰儲能科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/1018
• 分類號: H01M8/1018;H01M8/1041;H01M8/18;H01M8/2465
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

本申請?zhí)峁┝艘环N離子交換膜結(jié)構(gòu)及其適用的液流電池。離子交換膜結(jié)構(gòu)包括隔膜層；以及可降解薄膜層，所述可降解薄膜層在所述液流電池中位于所述隔膜層的兩側(cè)。本申請的離子交換膜結(jié)構(gòu)及其適用的液流電池，可以在滿足碳?xì)侄嗫纂姌O高壓縮比使用要求的同時，提升電池的穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請主要涉及液流電池領(lǐng)域，尤其涉及一種離子交換膜結(jié)構(gòu)及其適用的液流電池。

背景技術(shù)

液流電池是新興的電化學(xué)儲能裝置，擁有使用壽命長、設(shè)計靈活、安全環(huán)保和長時儲能度電成本低等諸多優(yōu)點。碳?xì)侄嗫纂姌O作為液流電池的重要組件，具備高電化學(xué)穩(wěn)定性和高電導(dǎo)率的特性。實驗證明隨著壓縮比的增大，碳纖維空隙減小，提高了結(jié)構(gòu)連續(xù)性，可以有效降低接觸電阻。

但是，碳?xì)蛛姌O與離子交換膜直接接觸，隨著壓縮比的增大，對膜的抗穿刺強度要求更高。傳統(tǒng)全氟磺酸膜和多種新型膜材料耐穿刺能力有限，如果被刺破會使電堆內(nèi)漏，造成電池失效。此外，在電堆裝配完畢后，還需通入一定量的電解液將碳?xì)纸櫼詼p小絲狀纖維對離子交換膜帶來持續(xù)的穿刺壓力，使電堆的儲存和運輸存在漏液隱患。

實用新型內(nèi)容

本申請要解決的技術(shù)問題是提供離子交換膜結(jié)構(gòu)及其適用的液流電池，可以在滿足碳?xì)侄嗫纂姌O高壓縮比使用要求的同時，提升電池的穩(wěn)定性和安全性。

為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N離子交換膜結(jié)構(gòu)，適于裝配在液流電池中，所述離子交換膜結(jié)構(gòu)包括：隔膜層；以及可降解薄膜層，所述可降解薄膜層在所述液流電池中位于所述隔膜層的兩側(cè)。

在本申請的一實施例中，所述隔膜層包括全氟磺酸結(jié)構(gòu)薄膜、烴類磺酸型離子交換膜、磺化聚醚砜薄膜、磺化聚醚醚酮薄膜、聚苯并咪唑薄膜、聚酰亞胺薄膜、季銨鹽陰離子交換膜、烴類陰離子交換膜或多孔膜。

在本申請的一實施例中，所述可降解薄膜層包括聚乳酸PLA，聚乙醇酸PGA，聚己內(nèi)酯PCL或聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯PBAT。

在本申請的一實施例中，所述可降解薄膜層的厚度為5-200μm。

在本申請的一實施例中，所述液流電池包括電極和極框，所述可降解薄膜層的面積大于或等于所述電極的面積且小于所述極框的面積。

在本申請的一實施例中，在所述隔膜層的兩側(cè)均具有1～3層的可降解薄膜層。

本申請的另一方面還提出了一種液流電池，包括上述的離子交換膜結(jié)構(gòu)。

在本申請的一實施例中，還包括電極和極框，所述離子交換膜結(jié)構(gòu)中的可降解薄膜層直接貼附在所述電極和所述隔膜層之間、或通過膠黏劑粘接在所述極框上從而固定位于所述電極和所述隔膜層之間。

在本申請的一實施例中，當(dāng)所述可降解薄膜層通過膠黏劑粘接在所述極框上時，所述膠黏劑位于所述液流電池中的非反應(yīng)區(qū)。

在本申請的一實施例中，在所述液流電池裝配完成后，所述電極的壓縮比為20％～60％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請具有以下優(yōu)點：本申請?zhí)岢龅碾x子交換膜結(jié)構(gòu)及其適用的液流電池，在離子交換膜兩側(cè)加入可降解薄膜材料作為保護(hù)，避免碳?xì)峙c離子交換膜直接接觸，為高壓縮比碳?xì)謳淼拇┐虊毫μ峁捌琳稀保⑶以陔姸蜒b配完畢后通過水性基體的電解液流動循環(huán)使保護(hù)膜降解為水和二氧化碳，水溶解在水性體系內(nèi)，二氧化碳隨管路排出，從而可以滿足碳?xì)侄嗫纂姌O高壓縮比的使用要求，同時保證電池裝配過程中的穩(wěn)定性和安全性。

附圖說明

包括附圖是為提供對本申請進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請的一部分，附圖示出了本申請的實施例，并與本說明書一起起到解釋本申請原理的作用。附圖中：

圖1是本申請一實施例的一種液流電池離子交換膜結(jié)構(gòu)及其適用的液流電池的結(jié)構(gòu)示意圖；