【技術實現步驟摘要】
本申請涉及液流電池領域，具體地一種鋅溴液流電池功能隔膜、制備方法及其應用。
技術介紹
1、近年來，因為風能、太陽能等新能源發電技術具有不穩定性和不連續性的特點，以液流電池為主的大規模儲能技術得到了極快的發展。鋅溴液流電池由于鋅的高能量密度及成本低廉，長期以來被認為在大規模儲能技術中具有極強的競爭力。
2、雖然鋅溴液流電池在理論上表現出很好的應用潛力，但是在實際應用過程中，遇到了一些科技技術難題，其中，正極側依舊需要面臨溴分子穿透、溴分子氧化腐蝕的問題尤為突出。在電池正極側，充電時電解質中的溴離子會向正極處遷移，在正極表面溴離子失去電子生成溴單質。但是溴單質具備極強的腐蝕性和穿透性，且在濃度梯度的催動下，溴分子會穿透隔膜向電池負極側遷移，與生成的鋅單質反應，引起電池的自放電，進而降低了電池的庫倫效率。
3、針對正極處溴分子穿透問題，目前已提出許多的解決方法，主要包括在電解液中添加溴分子絡合劑、對正極電極材料改性、對電池隔膜改性。其中對隔膜表面進行改性是有效的途徑，即提高電池隔膜的阻溴能力是最直接的方式，通故不斷的研究和開發，改性隔膜技術有望進一步推動鋅溴液流電池的商業化進程。
技術實現思路
1、本申請的目的在于改善鋅溴液流電池的隔膜性能，提升鋅溴液流電池的使用壽命。
2、為達到以上目的，本申請采用的技術方案為：提供一種鋅溴液流電池功能隔膜，包括帶負電的多孔隔膜，及其外側交替設置的多個第一涂層和多個第二涂層，所述第一涂層帶有正電，所述第二涂層帶有負電
3、作為一種優選，對多孔隔膜采用等離子體處理、臭氧處理、紫外光處理或混酸酸洗處理等方式，使其帶有負電，得到所述帶負電的多孔隔膜。
4、作為另一種優選，所述第一涂層和所述第二涂層的數量之和為2~30。
5、提供一種鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，包括以下制備步驟：s1：將多孔隔膜進行前處理，形成帶有負電的多孔隔膜；s2：配置聚陽離子聚合物溶液和聚陰離子聚合物溶液，將所述帶有負電的多孔隔膜浸漬在所述聚陽離子聚合物溶液中，干燥后形成第一涂層；s3：將具有所述第一涂層的多孔隔膜浸漬在所述聚陰離子聚合物溶液中，干燥后形成第二涂層；s4：根據需求重復所述s2和s3步驟，形成交替的多個所述第一涂層和所述第二涂層，并且最外層為得到第二涂層，冷凍干燥后得到所述一種鋅溴液流電池功能化隔膜。
6、作為另一種優選，通過等離子體處理、臭氧處理、紫外光處理或混酸酸洗的任意方式使得所述多孔隔膜帶有負電，形成所述帶有負電的多孔隔膜。
7、作為另一種優選，所述聚陽離子聚合物溶液為以下物質的溶液：聚苯胺、聚乙烯亞胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚吡咯、殼聚糖。
8、作為另一種優選，所述聚陰離子聚合物溶液為以下物質的溶液：單寧酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺、聚酰胺酸、聚酰胺酸鹽、全氟磺酸、聚苯乙烯磺酸鹽、聚芳醚砜磺酸鹽、聚芳醚砜酮磺酸鹽。
9、作為另一種優選，所述聚陽離子聚合物溶液中溶質的質量分數為1~30%，所述聚陰離子聚合物溶液中溶質的質量分數為1~30%。
10、作為另一種優選，s1步驟中，將所述多孔隔膜進行清洗，得到預處理多孔隔膜，使所述預處理多孔隔膜帶有負電，形成所述帶有負電的多孔隔膜。
11、提供一種鋅溴液流電池，包括上述的鋅溴液流電池功能化隔膜，或者由上述制備方法制得的鋅溴液流電池功能化隔膜。
12、與現有技術相比，本申請的有益效果在于：
13、（1）本申請的鋅溴液流電池功能隔膜，通過帶負電的多孔隔膜，以及帶正電的第一涂層和帶負電的第二涂層，層層自發組裝，通過靜電作用實現有效連接固定，在電堆運行過程中抵抗電解液的長期反復沖刷；
14、（2）本申請鋅溴液流電池功能隔膜，在形成第一涂層和第二涂層的步驟中，采用超聲輔助混合液的浸漬方法，可幫助溶液進入多孔隔膜孔徑內部，帶電聚合物電解質通過靜電作用吸附于孔內，降低盲孔比例；
15、（3）本申請的鋅溴液流電池功能隔膜，能夠降低隔膜平均孔徑和盲孔占比，降低液流電池隔膜在電池反復充放電過程中電解液穿透盲孔的風險。
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1.一種鋅溴液流電池功能隔膜，其特征在于，包括帶負電的多孔隔膜，及其外側交替設置的多個第一涂層和多個第二涂層，所述第一涂層帶有正電，所述第二涂層帶有負電，所述鋅溴液流電池功能隔膜的最外層為所述第二涂層，所述第一涂層和所述第二涂層的數量之和不少于2。
2.如權利要求1所述的鋅溴液流電池功能隔膜，其特征在于，對多孔隔膜采用等離子體處理、臭氧處理、紫外光處理或混酸酸洗處理等方式，使其帶有負電，得到所述帶負電的多孔隔膜。
3.如權利要求1所述的鋅溴液流電池功能隔膜，其特征在于，所述第一涂層和所述第二涂層的數量之和為2~30。
4.一種鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：
5.如權利要求4所述的鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于，通過等離子體處理、臭氧處理、紫外光處理或混酸酸洗的任意方式使得所述多孔隔膜帶有負電，形成所述帶有負電的多孔隔膜。
6.如權利要求4所述的鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于，所述聚陽離子聚合物溶液為以下物質的溶液：聚苯胺、聚乙烯亞胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚
7.如權利要求6所述的鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于，所述聚陰離子聚合物溶液為以下物質的溶液：單寧酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺、聚酰胺酸、聚酰胺酸鹽、全氟磺酸、聚苯乙烯磺酸鹽、聚芳醚砜磺酸鹽、聚芳醚砜酮磺酸鹽。
8.如權利要求7所述的鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于，所述聚陽離子聚合物溶液中溶質的質量分數為1~30%，所述聚陰離子聚合物溶液中溶質的質量分數為1~30%。
9.如權利要求4所述的鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于，S1步驟中，將所述多孔隔膜進行清洗，得到預處理多孔隔膜，使所述預處理多孔隔膜帶有負電，形成所述帶有負電的多孔隔膜。
10.一種鋅溴液流電池，其特征在于，包括權利要求1~3任一所述的鋅溴液流電池功能化隔膜，或采用權利要求4~9任一所述的制備方法制得的所述鋅溴液流電池功能化隔膜。
...【技術特征摘要】
1.一種鋅溴液流電池功能隔膜，其特征在于，包括帶負電的多孔隔膜，及其外側交替設置的多個第一涂層和多個第二涂層，所述第一涂層帶有正電，所述第二涂層帶有負電，所述鋅溴液流電池功能隔膜的最外層為所述第二涂層，所述第一涂層和所述第二涂層的數量之和不少于2。
2.如權利要求1所述的鋅溴液流電池功能隔膜，其特征在于，對多孔隔膜采用等離子體處理、臭氧處理、紫外光處理或混酸酸洗處理等方式，使其帶有負電，得到所述帶負電的多孔隔膜。
3.如權利要求1所述的鋅溴液流電池功能隔膜，其特征在于，所述第一涂層和所述第二涂層的數量之和為2~30。
4.一種鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：
5.如權利要求4所述的鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于，通過等離子體處理、臭氧處理、紫外光處理或混酸酸洗的任意方式使得所述多孔隔膜帶有負電，形成所述帶有負電的多孔隔膜。
6.如權利要求4所述的鋅溴液流電池功能化隔膜的制備方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫魯振，汪洋，張坤，周艷慧，
申請(專利權)人：浙江大學溫州研究院，
類型：發明
國別省市：
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