[发明专利]一种多孔离子传导膜在中性锌铁液流电池中的应用在审

专利信息
申请号: 201811451756.2 申请日: 2018-11-30
公开(公告)号: CN111261912A 公开(公告)日: 2020-06-09
发明(设计)人: 袁治章;李先锋;张华民 申请(专利权)人: 中国科学院大连化学物理研究所
主分类号: H01M8/1048 分类号: H01M8/1048;H01M8/1067;H01M8/1069;H01M8/18;H01M8/1053
代理公司: 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 代理人: 马驰
地址: 116023 辽宁省*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 多孔 离子 传导 中性 锌铁液 流电 中的 应用
【权利要求书】:

1.一种多孔离子传导膜在中性锌铁液流电池中的应用,其特征在于:所述多孔离子传导膜为含氮官能团的一类多孔离子传导膜,以含有至少一种含氮官能团的高分子树脂、或含有至少一种含氮官能团的高分子树脂和不含氮的一类高分子树脂为原料,通过相转换法制备得到;所述多孔离子传导膜的孔径尺寸为0.2~70nm,孔隙率为25~85%;

所述含氮官能团的高分子树脂为聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、含氮官能团接枝的氯甲基化聚砜、聚噁二唑、含氮官能团接枝的聚二氮杂萘聚醚醚酮中的一种或二种以上。

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:所述的含氮官能团接枝的氯甲基化聚砜或含氮官能团接枝的聚二氮杂萘聚醚醚酮中,接枝含氮官能团采用的含氮原料为:吡啶、咪唑、甲基咪唑、乙基咪唑、4,4-联吡啶,2,2-联吡啶,三甲胺,三乙胺,乙二胺,1,4-丁二胺,胍盐中的一种或二种以上。

3.根据权利要求1所述的含氮官能团的一类多孔离子传导膜,其特征在于:

所述的不含氮的一类高分子树脂为:聚醚砜、聚砜、氯甲基化聚砜、聚醚酮类、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚二氮杂萘聚醚醚酮中的一种或二种以上,不含氮的一类高分子树脂与含氮官能团的高分子树脂的质量比为0.01-0.2:1。

4.根据权利要求1-3任一所述的应用,其特征在于:所述多孔离子传导膜采用以下方法制备:

(1)将原料溶于5-80℃下溶解于溶剂中,得到浓度为4-40wt.%的溶液;

(2)将所述共混溶液倾倒在无纺布基底或平板上,在0-40%的湿度条件下挥发溶剂0-15分钟,然后将其整体浸入高分子树脂的不良溶剂中5-900s,在0-80℃下制备成含氮官能团的多孔离子传导膜;

或者将所述共混溶液倾倒在无纺布基底或平板上,在0-40%的湿度条件下挥发溶剂0-10分钟,然后将其整体转移至温度为25-90℃、湿度为50%-100%的恒温恒湿箱中固化成膜,得到含氮官能团的多孔离子传导膜。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:

所述步骤(1)中的溶剂为DMSO、DMAC、NMP、DMF、THF中的至少一种;

所述步骤(2)中的不良溶剂为水、乙醇、异丙醇、丙酮、环己烷中的至少一种。

6.中性锌铁液流电池,其特征在于,以权利要求1-5任一所述的应用所提及含氮官能团的多孔离子传导膜作为隔膜。

7.根据权利要求6所述的中性锌铁液流电池,其特征在于,正极电解液组成为FeSO4、FeCl2、FeBr2、Fe(NO3)2中的一种或两种以上,正极电解液中活性物质浓度为0.1-3mol L-1;负极电解液组成为ZnSO4、ZnCl2、ZnBr2、Zn(NO3)2中的一种或两种以上,负极电解液中活性物质浓度为0.1-3mol L-1;支持电解为氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、氯化铵、硫酸铵中的一种或两种以上,支持电解质浓度为1-4mol L-1

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