【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于全釩液流電池的熱交聯(lián)膜、制備方法和用途，屬于全釩液流電池。
技術(shù)介紹
1、近年來，隨著“雙碳”理念的提出，風(fēng)能和光伏等可再生能源的需求和利用受到了越來越多的關(guān)注。但是將這些隨機(jī)性和間歇性的可再生能源大規(guī)模整合將會極大地破壞電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，有必要在發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)配置合適的儲能系統(tǒng)，以穩(wěn)定間歇性并填補(bǔ)發(fā)電與負(fù)載之間的間隙。
2、全釩液流電池（vrfb）作為化學(xué)儲能的一種，其功率和容量是彼此獨(dú)立設(shè)計(jì)的，它具有易于擴(kuò)展、安全性高、無交叉污染、使用壽命長、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，很好地滿足了大規(guī)模儲能應(yīng)用的條件。目前，speek膜由于其優(yōu)秀的質(zhì)子電導(dǎo)率被廣泛應(yīng)用于全釩液流電池中，但是由于其化學(xué)穩(wěn)定性較低、力學(xué)性能較差，嚴(yán)重影響到了全釩液流電池的應(yīng)用。因此，研制新型低成本、高效率、長壽命的隔膜，對全釩液流電池的發(fā)展具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：speek膜應(yīng)用于全釩液流電池時，化學(xué)穩(wěn)定性較低、力學(xué)性能較差，嚴(yán)重影響到了全釩液流電池的應(yīng)用。本專利技術(shù)本專利技術(shù)中所述的磺化苯并噁嗪材料通過苯環(huán)和n和o六元噁嗪環(huán)上接上親水性基團(tuán)磺酸基團(tuán)，在保留苯并噁嗪材料固化收縮率低、模量高、強(qiáng)度大、耐熱好、吸水率低等特點(diǎn)的同時，增強(qiáng)了質(zhì)子電導(dǎo)率。選擇與具有高質(zhì)子電導(dǎo)率的speek共混，之后采用熱固化使其熱交聯(lián)，從而制備了一種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的共價交聯(lián)膜。
2、一種用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜，其主體為磺化聚醚醚酮（speek），其
3、磺化聚醚醚酮其磺化度在60-70%。
4、熱固化后交聯(lián)膜的厚度在5-50μm，其中優(yōu)選10-30μm。
5、上述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜的制備方法，包括如下步驟：
6、步驟1：制備磺化苯并噁嗪；
7、步驟2：將磺化苯并噁嗪和磺化聚醚醚酮加入至有機(jī)溶劑中，作為鑄膜液，涂覆成型后，進(jìn)行升溫?zé)峤宦?lián)，得到共混熱交聯(lián)隔膜。
8、步驟2中，磺化苯并噁嗪在磺化苯并噁嗪和磺化聚醚醚酮的總重量中的重量百分比是1-40%，優(yōu)選5-25%。
9、所述的步驟1中，磺化苯并噁嗪的制備方法包括如下步驟：
10、將4，4’-二氨基二苯甲烷和多聚甲醛在溶劑中溶解，加入羥基苯磺酸鹽進(jìn)行聚合反應(yīng)，加入乙醇進(jìn)行沉淀，產(chǎn)物經(jīng)過酸溶液的質(zhì)子化處理后，得到磺化苯并噁嗪。
11、4，4’-二氨基二苯甲烷、多聚甲醛、羥基苯磺酸鹽之間的摩爾比是1:3-5:1-3。
12、聚合反應(yīng)條件是70-100℃下1-10h。
13、經(jīng)過酸溶液的質(zhì)子化處理中，采用濃鹽酸，產(chǎn)物與濃鹽酸的重量比是3：0.5-2。
14、所述的步驟2中，熱交聯(lián)的條件是80-200℃下1-24h。
15、上述的熱交聯(lián)膜在液流電池中的應(yīng)用。
16、所述的液流電池為正負(fù)極均為石墨碳板、正負(fù)極電解液均為四價釩溶液的酸性全釩液流電池。
17、有益效果
18、本專利技術(shù)將帶有磺酸基團(tuán)的苯并噁嗪與磺化聚醚醚酮共混熱交聯(lián)制膜，所得的熱交聯(lián)膜性能，包括可以優(yōu)化隔膜的離子選擇性和提高力學(xué)性能，從而為vrfb系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)了新一代高性能pem。本專利技術(shù)中通過將具有親水基團(tuán)的苯并噁嗪材料加入至磺化聚醚醚酮中，在通過熱固法開環(huán)成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱交聯(lián)膜，能夠有效的增強(qiáng)膜的阻釩能力，從而極大地增強(qiáng)膜的離子選擇性，進(jìn)而增加全釩液流電池的庫倫效率（ce），并且還可以提高膜的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。
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1.一種用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜，其特征在于，其主體為磺化聚醚醚酮（SPEEK），其中還包含有磺化苯并噁嗪和磺化聚醚醚酮的交聯(lián)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜，其特征在于，磺化聚醚醚酮其磺化度在60-70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜，其特征在于，熱固化后交聯(lián)膜的厚度在5-50μm，其中優(yōu)選10-30μm。
4.權(quán)利要求1所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.權(quán)利要求4所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，磺化苯并噁嗪的制備方法包括如下步驟：將4，4’-二氨基二苯甲烷和多聚甲醛在溶劑中溶解，加入羥基苯磺酸鹽進(jìn)行聚合反應(yīng)，加入乙醇進(jìn)行沉淀，產(chǎn)物經(jīng)過酸溶液的質(zhì)子化處理后，得到磺化苯并噁嗪。
6.權(quán)利要求5所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜的制備方法，其特征在于，4，4’-二氨基二苯甲烷、多聚甲醛、羥基苯磺酸鹽之間的摩爾比是1:3-5:1-3。
7.權(quán)利要求5
8.權(quán)利要求4所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜的制備方法，其特征在于，經(jīng)過酸溶液的質(zhì)子化處理中，采用濃鹽酸，產(chǎn)物與濃鹽酸的重量比是3：0.5-2。
9.權(quán)利要求4所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟2中，熱交聯(lián)的條件是80-200℃下1-24h。
10.權(quán)利要求1所述的熱交聯(lián)膜在液流電池中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜，其特征在于，其主體為磺化聚醚醚酮（speek），其中還包含有磺化苯并噁嗪和磺化聚醚醚酮的交聯(lián)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜，其特征在于，磺化聚醚醚酮其磺化度在60-70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜，其特征在于，熱固化后交聯(lián)膜的厚度在5-50μm，其中優(yōu)選10-30μm。
4.權(quán)利要求1所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.權(quán)利要求4所述的用于全釩液流電池的共混熱交聯(lián)隔膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，磺化苯并噁嗪的制備方法包括如下步驟：將4，4’-二氨基二苯甲烷和多聚甲醛在溶劑中溶解，加入羥基苯磺酸鹽進(jìn)行聚合反應(yīng)，加入乙醇進(jìn)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐至，黃康，洪海洋，夏宇，
申請(專利權(quán))人：南京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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