一种适用于钒电池的有机无机复合质子交换膜的制备方法

摘要

本发明涉及全钒氧化还原液流电池领域，具体是一种适用于全钒氧化还原液流电池的有机无机复合质子交换膜的制备方法。其制备方法：首先，以聚合物为原料，通过浓硫酸磺化，制得磺化聚合物；然后，加入不同比例的杂多酸，搅拌溶解得到成膜液；再用聚丙烯锂离子电池隔膜作为增强膜，利用流延法、涂浆法、浸胶法等成膜方法来制备磺化聚合物/杂多酸/聚丙烯复合膜。本发明制备的复合膜具有良好的阻钒性能、溶胀性，质子传导性、机械性能、化学稳定性以及单个VRB电池性能良好等优点。本发明的制备方法简单易行，成本低廉，易于产业化生产以及环境友好等优点，可广泛地应用于全钒氧化还原液流电池领域。

主权项

一种适用于钒电池的有机无机复合质子交换膜的制备方法，其特征是，包括如下步骤和工艺条件：(1)按重量份计，将1份干燥处理的聚合物加到10～40份重量百分比浓度为95～98％的浓硫酸中进行磺化反应，磺化产物加入冰水浴中并搅拌，减压抽滤产物并反复冲洗至中性，干燥产物，得到磺化聚合物；(2)所得磺化聚合物溶于高沸点溶剂中，配成质量百分数为2～20％的磺化聚合物溶液，磺化聚合物溶液在20～60℃水浴下搅拌溶解2～5小时；(3)按杂多酸与磺化聚合物混合质量的5～75％称取杂多酸添加物，将其加入步骤(2)所得溶液中，磺化聚合物与杂多酸混合溶液在20～60℃水浴下搅拌溶解2～10小时；(4)将步骤(3)所得的混合溶液除去气泡和杂质，将一半加入带槽的水平玻璃板中，将聚丙烯隔膜在该溶液浸泡，浸泡温度为10～70℃，浸泡时间为4～18小时；再采用流延法、涂浆法或浸胶法成膜后，干燥处理，得到具有一面复合的质子交换膜。(5)将步骤(3)剩下另一半混合溶液加入步骤(4)所得质子交换膜表面，采用流延法、涂浆法或浸胶法成膜后，干燥处理，在去离子水中脱膜，得到有机无机复合质子交换膜。