[发明专利]全钒液流电池用阳／增强／阴两性复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜，其特征在于，全氟磺酸膜/增强基膜/阴膜两性复合膜，包括增强基膜、全氟磺酸膜、阴膜，增强基膜的两侧分别为全氟磺酸膜和阴膜，复合膜中各界面接触良好，无分割现象；全氟磺酸膜/增强基膜/阴膜两性复合膜厚度为160～240μm，全氟磺酸膜的厚度为40～100微米，阴膜厚度为40～100微米、增强基膜的厚度为20～40微米。

2.按照权利要求1所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤和工艺条件：

(1)将1～5g阴离子交换树脂加入高沸点有机溶剂，使阴离子交换树脂完全溶解；在0～50℃不同温度、4～20ml不同比例氯甲基化试剂、2～12h不同反应时间进行氯甲基化反应；反应结束后用乙醇为沉淀剂，使产物聚合物析出，再用蒸馏水多次洗涤，至洗涤液不含氯离子，真空干燥，获得氯甲基化的阴膜树脂；

(2)将步骤(1)中氯甲基化的阴膜树脂置于装有搅拌器及温度计的四口烧瓶中，再加入高沸点有机溶剂使完全溶解；加入质量浓度为20％～45％的三甲胺水溶液中，30～60℃下反应24～72h，进行季铵化改性，制备不同离子交换容量的季铵化阴离子交换树脂制膜液，质量百分数为3～35％；

(3)全氟磺酸树脂溶于高沸点有机溶剂中，在反应釜中加热溶解，配成质量百分数为3～25％的全氟磺酸树脂溶液，加热溶解温度条件为170℃～260℃；

(4)将增强基膜在洁净的玻璃板上固定，采用溶液浇铸法，将步骤(3)的全氟磺酸树脂溶液浇铸在增强基膜上，在60～140℃不同温度、0.5～3h不同时间溶剂挥发成膜，将膜反过来固定放置；

(5)再将步骤(2)的季铵化阴离子交换树脂制膜液浇铸到步骤(4)制备的膜上，在60～100℃不同温度、1～4h不同时间继续干燥，制备出全氟磺酸膜/增强基膜/阴膜两性复合膜。

3.按照权利要求2所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，高沸点有机溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二氯甲烷。

4.按照权利要求2所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，增强基膜为无纺布、多孔PP膜或多孔PE膜。

5.按照权利要求2所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，阴离子交换树脂为聚苯醚、聚砜、聚芳醚砜酮、聚醚砜或聚酰亚胺。

6.按照权利要求2所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，氯甲基化试剂是指三甲基氯硅烷、1,4-二氯甲氧基丁烷、氯甲基辛醚或氯甲基甲醚。

7.按照权利要求2所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，季铵化阴离子交换树脂的质量百分数优选为7％～20％。

8.按照权利要求2所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，全氟磺酸树脂的质量百分数优选为5％～15％。

9.按照权利要求2所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，温度优选为100～140℃，时间优选为0.5～3h。

10.按照权利要求2所述的全钒液流电池用阳/增强/阴两性复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，温度优选为80～100℃，时间优选为2～3h。