[发明专利]一种Nafion/FCB复合隔膜的制备方法在审
申请号: | 201810633855.6 | 申请日: | 2018-06-20 |
公开(公告)号: | CN108878937A | 公开(公告)日: | 2018-11-23 |
发明(设计)人: | 贾如意;韩拯;孙立东;贾传坤 | 申请(专利权)人: | 湖南国昶能源科技有限公司 |
主分类号: | H01M8/1069 | 分类号: | H01M8/1069;H01M8/1048;H01M8/1067;H01M8/18 |
代理公司: | 沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 21234 | 代理人: | 张志伟 |
地址: | 410000 湖南省长*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | 本发明涉及全钒氧化还原液流电池(钒电池)隔膜领域,具体地说是一种Nafion/FCB复合隔膜的制备方法,解决现有技术中存在的隔膜阻钒性能差、质子传导率差、稳定性较差和价格昂贵等问题。以碳材料为原料利用重氮盐反应制备功能化碳管(FCB),将其做为内部质子传导和钒离子阻隔媒介,以Nafion作为基体采用分步流延、涂浆、浸胶等成膜方法来制备Nafion/FCB复合隔膜。本发明制备的复合隔膜具有良好的阻钒性能、机械和化学稳定性、质子传导性、以及单个VRB电池优越的电池性能等优点。本发明突破传统阳离子交换膜概念,引入功能化碳管作为传导质子的媒介,为钒电池商业化用隔膜的制备提供新方法。 | ||
搜索关键词: | 制备 复合隔膜 隔膜 钒电池 功能化 碳管 全钒氧化还原液流电池 媒介 传统阳离子 化学稳定性 质子传导率 质子传导性 电池性能 原料利用 质子传导 钒离子 交换膜 碳材料 重氮盐 质子 成膜 浸胶 流延 涂浆 传导 阻隔 电池 引入 | ||
【主权项】:
1.一种Nafion/FCB复合隔膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤和工艺条件:(1)将干燥处理的碳材料溶于去离子水中,超声、搅拌情况下配成质量百分数为1.5~12%的碳材料溶液;(2)将步骤(1)中所得的碳材料溶液超声处理,除去气泡和杂质,加入质子传导官能团载体,配成质子传导官能团载体质量百分数为0.3~6%的溶液,搅拌2~6h;(3)将酸加入步骤(2)中所得的溶液,剧烈搅拌形成混合溶液;(4)加热步骤(3)中的混合溶液,控制温度范围为20~95℃,然后加入亚硝酸钠,配制亚硝酸钠质量百分数为0.01~15%的溶液,控制温度范围为10~75℃,反应3~9h;(5)利用滤膜过滤步骤(4)所得的溶液;(6)依次用摩尔浓度0.4M~1.5M的硫酸铵水溶液、摩尔浓度为0.5M~1.0M的硫酸和去离子水,对步骤(5)过滤所得的固体物质进行反复清洗;(7)将步骤(6)所得产品冷冻干燥,控制温度范围为‑120~‑5℃得到功能化碳管FCB;(8)Nafion溶液的制备方法:将干燥的Nafion隔膜溶于高沸点有机溶剂中,质量体积比为Nafion:高沸点有机溶剂=1/50~1/10g/mL,在100~160℃恒温条件下搅拌反应0.5~6h;(9)将步骤(7)冷冻干燥后获得的FCB加入步骤(8)反应后所得Nafion溶液中,经搅拌并超声处理,配成FCB质量百分数0.5~20%的Nafion/FCB混合溶液;(10)将步骤(9)所得Nafion/FCB混合溶液加入带槽玻璃板中,再采用溶液浇注法成膜,循环升温干燥处理后,经去离子水浸泡得到Nafion/FCB复合隔膜。
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