[发明专利]一种碱性多孔膜在液流储能电池中的应用

权利要求书

1.一种碱性多孔膜在液流储能电池中的应用，其特征在于：

所述碱性多孔膜是以含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂为基体，或基体与其它树脂共混，最后在基体的氯甲基或溴甲基基团上接枝碱性基团制备而成；

其中基体在共混树脂中的含量为5～100wt％。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述树脂基体的主链或侧链上含有氯甲基或溴甲基基团，基体的氯甲基或溴甲基程度为30-400mmol/g；

聚芳烃类树脂为聚芳醚、聚芳砜或聚芳酮、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯并咪唑、聚乙烯基吡啶、聚苯基喹喔啉中的一种或二种以上；

其它树脂为不含氯甲基或溴甲基基团的聚芳醚、聚芳砜或聚芳酮、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯并咪唑、聚乙烯基吡啶、聚苯基喹喔啉中的一种或二种以上；所述碱性基团为吡啶、联吡啶、咪唑、恶唑、胍、三甲胺、三乙胺、乙二胺或季膦盐功能基团。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述多孔膜厚度在20～500μm之间，膜孔径尺寸为0.05～10um，孔隙率为10～70％，接枝碱性基团占多孔复合膜总质量的0.1～50wt.％。

4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述碱性多孔膜可按如下过程制备而成，

(1)将含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂与其他树脂共混后溶解在DMSO、DMAC、NMP、DMF、氯仿中的一种或二种以上的溶剂中，在温度20～100℃下充分搅拌5～20h制成共混溶液；上述溶剂中还可加入易挥发性溶剂，形成混合溶剂，易挥发性溶剂在混合溶剂中的浓度为0～50wt％；

(2)将步骤(1)制备的共混溶液倾倒在无纺布、PTFE微孔膜或直接倾倒在玻璃板上，挥发溶剂0～60秒，然后将其整体浸渍入树脂的不良溶剂中5～600s，在-20～100℃温度下制备成多孔复合膜；或将(1)制备的共混溶液倾倒在无纺布、PTFE微孔膜或直接倾倒在玻璃板上，挥发溶剂0～60秒，然后将其整体置于树脂的不良溶剂蒸汽中5～600s，不良溶剂蒸汽占空气的体积分数为5～100％，在-20～100℃温度下制备成多孔膜；

(3)将步骤(2)制备的多孔膜浸入去离子水中1～20小时进行洗涤，控制温度在-5℃～100℃之间；

(4)将步骤(3)制备的膜置于含有碱性基团分子的溶液中，浸渍0.1～40小时，控制温度在0～100℃之间；

(5)之后将有孔膜用去离子水洗涤干净，并且在磷酸或硫酸水溶液中浸渍0.1-24小时，得有孔复合膜。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述碱性多孔膜中含氯甲基或溴甲基基团的聚芳烃类树脂在共混树脂中的含量为5～95wt％。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述易挥发性溶剂为甲醇、四氢呋喃或正己烷中的一种或二种以上；树脂的不良溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种或二种以上。

7.根据权利要求4所述的应用，碱性基团分子的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、氯仿及乙醚中的一种或二种以上；碱性基团分子为吡啶、联吡啶、咪唑、恶唑、胍、三甲胺、三乙胺、乙二胺或季膦盐，浓度为0.1-100wt.％。

8.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述磷酸或硫酸的浓度为0.01-100wt.％之间。

9.根据权利要求1-8任一所述的应用，其特征在于：所述液流储能电池包括全钒液流储能电池、锌/溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、铁/铬液流电池、钒/溴液流电池或锌/铈液流电池。