[发明专利]一种碱性锌基液流电池用复合膜的制备和应用

权利要求书

1.一种碱性锌基液流电池用复合膜，其特征在于：包括基膜和附着于基膜一侧的修饰层；所述基膜为不含离子交换基团的多孔离子传导膜，所述修饰层包括水滑石，所述复合膜的厚度为120-150μm，修饰层的厚度为10-20μm；所述水滑石的微观形貌是层间距为0.6-0.8nm的二维层状结构；

所述水滑石包含二价金属和三价金属；所述二价金属为Mg、Co、Ni、Zn；所述三价金属为Fe、Al、Cr、Ga；

所述的复合膜首先通过水热法合成水滑石复合纳米颗粒，再将所述水滑石复合纳米颗粒用喷涂的方式转移到基膜表面形成复合膜；

通过以下步骤制备而成：

（1）以有机高分子树脂为原料，将有机高分子树脂溶解于有机溶剂中，制得固含量为30-50wt%的共混溶液，通过相转化法制备多孔基膜；

（2）通过水热法合成水滑石复合纳米颗粒，然后将水滑石复合纳米颗粒均匀分散在乙醇和粘结剂中形成水滑石分散液；

（3）将得到的水滑石分散液均匀喷涂在所述多孔基膜表面，得到所述碱性锌基液流电池用复合膜；

所述水热法合成水滑石复合纳米颗粒的制备方法如下：

将可溶性二价金属盐溶液和可溶性三价金属盐溶液加入到弱碱溶液中，通过水热反应得到水滑石纳米颗粒；

所述可溶性二价金属盐溶液和可溶性三价金属盐溶液的摩尔浓度比范围为1:2-10，所述可溶性二价金属盐和可溶性三价金属盐的阴离子为：Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-中的一种；

所述水热反应时间为16-72 h，反应温度70-100℃；所述的弱碱溶液为NaOH溶液；所述弱碱溶液的浓度为0.3-0.5 mol L^-1。

2.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述多孔离子传导膜的材质为聚醚砜、聚苯并咪唑，聚烯烃中的一种或二种以上。

3.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于：所述多孔离子传导膜的孔径为0.3-70nm，孔隙率为30~60%。

4.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，步骤（2）中，水滑石复合纳米颗粒、粘结剂、乙醇的质量比为0.008:1-2:2-4；所述粘结剂为1wt%Nafion溶液。

5.一种权利要求1-3任一所述复合膜的应用，其特征在于，所述复合膜应用于碱性锌铁液流电池中，所述复合膜的修饰层面向碱性锌铁液流电池的正极。