[发明专利]一种多孔膜在中性水系有机液流电池中的应用

权利要求书

1.一种多孔膜在中性水系有机液流电池中的应用，其特征在于，所述多孔膜为引入磺酸基传导增强型复合多孔膜材料，所述引入磺酸基传导增强型复合多孔膜材料是以非反应性热塑性含氟聚合物和磺化二氧化硅为原料通过溶胶-凝胶-后氧化法、相转化法、熔融挤出法或流延法制备成多孔膜材料。

2.根据权利要求1所述的一种多孔膜在中性水系有机液流电池中的应用，其特征在于，所述多孔膜的制备包括以下步骤：

（1）将非反应性热塑性含氟聚合物溶解在有机溶剂中，在50-100℃条件下搅拌使其完全溶解后超声处理1-5h，形成质量浓度为15-40%的聚合物溶液，然后取非反应性热塑性含氟聚合物的5-30wt%的磺化二氧化硅加入聚合物溶液，持续搅拌2-10h后，再滴入1-3滴盐酸溶液，静止0.5-1h；

（2）将步骤（1）制备好的溶液过滤后平铺在干净光滑的玻璃平板上，随后立即置于体积比为1:1的水/乙醇凝固浴中固化成复合多孔膜基体；将制备好的复合多孔膜基体保存于去离子水中继续固化1-5h；

（3）将步骤（2）中制备好的复合多孔膜基体置于50-90℃的0.5M的硫酸溶液之中水解16-26h后，用去离子水洗去残留的硫酸，得到透明的多孔膜材料；

（4）将步骤（3）多孔膜材料浸泡在1-10%过氧化氢溶液中在40-80℃下处理1-4h，然后用去离子水洗去多孔膜吸附的过量过氧化氢，并置于去离子水中保存。

3.根据权利要求2所述的一种多孔膜在中性水系有机液流电池中的应用，其特征在于，所述非反应性热塑性含氟聚合物为聚偏氟乙烯；所述磺化二氧化硅为（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷；所述有机溶剂为二甲基亚枫、N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基乙酰胺中的一种或两种以上。

4.根据权利要求2所述的一种多孔膜在中性水系有机液流电池中的应用，其特征在于，所述多孔膜材料的厚度为100-150 μm。

5.根据权利要求1-4所述的一种多孔膜在中性水系有机液流电池中的应用，其特征在于，所述中性水系有机液流电池包括电堆单元、负极电解液储存单元、正极电解液储存单元及控制单元，所述电堆单元包括负极室和正极室，分别与负极电解液储存单元和正极电解液储存单元连通，且通过多孔膜相隔。

6.根据权利要求5所述的一种多孔膜在中性水系有机液流电池中的应用，其特征在于，所述负极电解液储存单元中储存溶解或分散于中性水盐溶液中的1,1-二甲基-4,4’-联吡啶鎓盐二氯化物、1,1-二甲基-4,4’-联吡啶鎓盐二氯化物衍生物、1,1’-乙撑-2,2’-联吡啶或1,1’-乙撑-2,2’-联吡啶衍生物中的一种或多种氧化还原活性组分的负极电解液；所述正极电解液储存单元中储存溶解或分散于中性水盐溶液中的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基或2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基衍生物中的一种或多种氧化还原活性组分的正极电解液，或所述负极电解液储存单元和正极电解液储存单元中储存包含1,1-二甲基-4,4’-联吡啶鎓盐二氯化物、1,1-二甲基-4,4’-联吡啶鎓盐二氯化物衍生物、1,1’-乙撑-2,2’-联吡啶、1,1’-乙撑-2,2’-联吡啶衍生物、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基或2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基衍生物组合的氧化还原活性组分的电解液。

7.根据权利要求6所述的一种多孔膜在中性水系有机液流电池中的应用，其特征在于，所述的中性水盐溶液为氯化钠、氯化钾、磷酸钾、磷酸钠、硝酸钾、硝酸钠、硫酸钠、硫酸钾、高氯酸钠、高氯酸钾、四氟硼酸钠、四氟硼酸钾水溶液中的一种或者多种的任意组合。