一种全钒液流电池离子交换膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108899568A(43)申请公布日2018.11.27(21)申请号201810733917.0(22)申请日2018.07.06(71)申请人甘肃农业大学地址730070甘肃省兰州市安宁区营门村1号(72)发明人徐玉梅年芳崔彦君魏晋梅(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.H01M8/18(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种全钒液流电池离子交换膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种全钒液流电池离子交换膜及其制备方法。本发明通过将磺化后的聚醚砜溶于二甲基乙酰胺中得到质量浓度为8～12％的溶液，往该溶液中加入磷钨酸水合物，磷钨酸水合物在该溶液中的质量浓度为7％，加热至90～95℃并机械搅拌2.5～3.5小时，得到混合溶液；将上述混合溶液流延至干净的玻璃板上，加热至溶剂蒸发得到被薄膜均匀覆盖的玻璃板，将均匀覆盖的玻璃板先在80℃下干燥10h、继而升温至100℃干燥10h、冷却至室温后，将薄膜从玻璃板上分离得到全钒液流电池离子交换膜。本发明全钒液流电池离子交换膜表现出极低的钒离子渗透性和良好的电池性能，具有优良的性能，制造成本低廉，具有良好的商业应用前景。CN108899568ACN108899568A权利要求书1/1页1.一种全钒液流电池离子交换膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将磺化后的聚醚砜溶于二甲基乙酰胺中得到质量浓度为8～12％的溶液，往该溶液中加入磷钨酸水合物，磷钨酸水合物在该溶液中的质量浓度为8％，加热至90～95℃并机械搅拌2.5～3.5小时，得到混合溶液；(2)将上述混合溶液流延至干净的玻璃板上，加热至溶剂蒸发得到被薄膜均匀覆盖的玻璃板，将均匀覆盖的玻璃板先在80℃下干燥10h、继而升温至100℃干燥10h、冷却至室温后，将薄膜从玻璃板上分离。2.如权利要求1所述的全钒液流电池离子交换膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述聚醚砜的磺化过程具体为：A、将10克聚醚砜粉末慢慢加入到100ml质量浓度为98％的H2SO4溶液中；B、在室温下，将20ml樟脑磺酸按2～4秒/滴的速度逐滴加入到H2SO4溶液中，滴加结束后将反应溶液倒入冰水中，机械搅拌终止反应；C、将终止反应后的产物用蒸馏水清洗至pH值为7，在80℃下干燥12小时得到磺化后的聚醚砜。3.如权利要求1所述的全钒液流电池离子交换膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述溶液中磺化聚醚砜的质量浓度为10％。4.如权利要求1所述的全钒液流电池离子交换膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述薄膜从玻璃板上分离的过程为：将玻璃杯浸泡在去离子水中使薄膜分离，将分离后的薄膜冲洗、烘干。2CN108899568A说明书1/6页一种全钒液流电池离子交换膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种全钒液流电池离子交换膜及其制备方法。背景技术[0002]全钒液流电池是一种高效的电化学储能材料，含有活性物质钒离子的电解液是电能存储介质，存储在电池外部储罐中。钒电解质溶液通过循环系统进入电堆，在电极表面发生氧化还原反应。放电时，电池正负极电势差降低，化学能转化为电能；充电时，电池正负极电势差升高，电能转化为化学能，从而实现了电能的存储与释放。[0003]然而，钒流电池至今没能大规模商业应用的最大瓶颈，是其中的重要部件一离子交换膜的稳定性、选择透过性及其成本未能达到商业储能电池的要求。因此，开发性能好、成本低的离子交换膜对钒流电池的发展至关重要，也对我国建设资源节约型和环境友好型社会具有重大意义。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种全钒液流电池离子交换膜及其制备方法，旨在解决钒流电池离子交换膜选择性的问题。[0005]本发明是这样实现的，一种全钒液流电池离子交换膜的制备方法，该方法包括以下步骤：[0006](1)将磺化后的聚醚砜溶于二甲基乙酰胺中得到质量浓度为8～12％的溶液，往该溶液中加入磷钨酸水合物，磷钨酸水合物在该溶液中的质量浓度为8％，加热至90～95℃并机械搅拌2.5～3.5小时，得到混合溶液；[0007](2)将上述混合溶液流延至干净的玻璃板上，加热至溶剂蒸发得到被薄膜均匀覆盖的玻璃板，将均匀覆盖的玻璃板先在80℃下干燥10h、继而升温至100℃干燥10h、冷却至室温后，将薄膜从玻璃板上分离。[0008]优选地，在步骤(1)中，所述聚醚砜的磺化过程具体为：[0009]A、将10克聚醚砜粉末慢慢加入到100ml质量浓度为98％的H2SO4溶液中；[0010]B、在室温下，将20ml樟脑磺酸按2～4秒/滴的速度逐滴加入到H2SO4溶液