一种质子交换膜的改性处理方法、重铸交换膜及液流电池与流程

本申请涉及液流电池，具体涉及一种质子交换膜的改性处理方法、重铸交换膜及液流电池。

背景技术：

1、质子交换膜(proton exchange membrane，pem)是质子交换膜燃料电池(protonexchange membrane fuel cell，pemfc)的核心部件，对电池性能起着关键作用。质子交换膜不仅具有阻隔作用，还具有传导质子的作用。

2、相关技术中，质子交换膜主要应用于燃料电池中，用于传导质子，让氢离子通过，适用于酸性体系，而将这种质子交换膜使用在液流电池中时，常表现出库伦效率和能量效率低、离子透过性差、工作寿命短等缺点。

3、因此，有必要设计一种质子交换膜的改性处理方法、重铸交换膜及液流电池，以使改性后的质子交换膜适用于液流电池。

技术实现思路

1、本申请提供一种质子交换膜的改性处理方法、重铸交换膜及液流电池，可以解决相关技术中质子交换膜使用在液流电池中表现出库伦效率和能量效率低、离子透过性差、工作寿命短的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种质子交换膜的改性处理方法，其包括以下步骤：将质子交换膜溶解于有机溶剂中，并利用流延成膜法得到重铸交换膜。

3、结合第一方面，在一种实施方式中，所述将质子交换膜溶解于有机溶剂中，并利用流延成膜法得到重铸交换膜，包括：

4、将质子交换膜溶解于有机溶剂中，然后加入金属离子溶液并进行搅拌，再利用流延成膜法得到重铸交换膜。

5、结合第一方面，在一种实施方式中，在利用流延成膜法得到重铸交换膜之后还包括：

6、将流延成膜法得到的重铸交换膜在纤维素盐溶液中浸泡并搅拌预设时间，得到最终的重铸交换膜。

7、结合第一方面，在一种实施方式中，所述有机溶剂包括但不限于n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、间甲基苯酚、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、丙酮或甲苯中的其中一种。

8、结合第一方面，在一种实施方式中，所述金属离子溶液包括但不限于氯化铬溶液。

9、结合第一方面，在一种实施方式中，所述纤维素盐溶液包括但不限于羧甲基纤维素钠溶液。

10、结合第一方面，在一种实施方式中，所述将质子交换膜溶解于有机溶剂中，然后加入金属离子溶液并进行搅拌，再利用流延成膜法得到重铸交换膜，包括：

11、将质子交换膜加入有机溶剂中，并在第一预设温度下搅拌过夜使其溶解至澄清透明状态，然后利用恒压滴液漏斗加入金属离子溶液并进行搅拌，再利用流延成膜法得到重铸交换膜。

12、结合第一方面，在一种实施方式中，所述将流延成膜法得到的重铸交换膜在纤维素盐溶液中浸泡并搅拌预设时间，得到最终的重铸交换膜，包括：

13、将流延成膜法得到的重铸交换膜用0.1～0.3％w.t.的纤维素盐溶液于40～90℃浸泡并搅拌15～60min，得到最终的重铸交换膜。

14、第二方面，本申请实施例提供了一种重铸交换膜，其采用上述的质子交换膜的改性处理方法获得。

15、第三方面，本申请实施例提供了一种液流电池，其包括上述的质子交换膜的改性处理方法获得的重铸交换膜。

16、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

17、通过将质子交换膜溶解于有机溶剂中，并利用流延成膜法对质子交换膜进行二次成膜形成重铸交换膜，与未经过处理的质子交换膜原膜相比，重铸后得到的重铸交换膜内部的传质基团更加均匀，缩小了传质的距离，从而增强了传质，使得交换膜的库伦效率和能量效率得到大幅提升，离子透过性变优，进而也可以增加其工作寿命，解决了相关技术中质子交换膜使用在液流电池中表现出库伦效率和能量效率低、离子透过性差、工作寿命短的技术问题。

技术特征：

1.一种质子交换膜的改性处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的质子交换膜的改性处理方法，其特征在于，所述将质子交换膜溶解于有机溶剂中，并利用流延成膜法得到重铸交换膜，包括：

3.如权利要求2所述的质子交换膜的改性处理方法，其特征在于，在利用流延成膜法得到重铸交换膜之后还包括：

4.如权利要求1-3任一项所述的质子交换膜的改性处理方法，其特征在于，

5.如权利要求2-3任一项所述的质子交换膜的改性处理方法，其特征在于，

6.如权利要求3所述的质子交换膜的改性处理方法，其特征在于，

7.如权利要求2所述的质子交换膜的改性处理方法，其特征在于，所述将质子交换膜溶解于有机溶剂中，然后加入金属离子溶液并进行搅拌，再利用流延成膜法得到重铸交换膜，包括：

8.如权利要求3所述的质子交换膜的改性处理方法，其特征在于，所述将流延成膜法得到的重铸交换膜在纤维素盐溶液中浸泡并搅拌预设时间，得到最终的重铸交换膜，包括：

9.一种重铸交换膜，其特征在于，其采用如权利要求1-8任一项所述的质子交换膜的改性处理方法获得。

10.一种液流电池，其特征在于，其包括采用如权利要求1-8任一项所述的质子交换膜的改性处理方法获得的重铸交换膜。

技术总结本申请涉及一种质子交换膜的改性处理方法、重铸交换膜及液流电池，其中，所述质子交换膜的改性处理方法包括以下步骤：将质子交换膜溶解于有机溶剂中，并利用流延成膜法得到重铸交换膜。本申请通过将质子交换膜溶解于有机溶剂中，并利用流延成膜法对质子交换膜进行二次成膜形成重铸交换膜，与未经过处理的质子交换膜原膜相比，重铸后得到的重铸交换膜内部的传质基团更加均匀，缩小了传质的距离，从而增强了传质，使得交换膜的库伦效率和能量效率得到大幅提升，离子透过性变优，进而也可以增加其工作寿命，解决了相关技术中质子交换膜使用在液流电池中表现出库伦效率和能量效率低、离子透过性差、工作寿命短的技术问题。技术研发人员：刘军,李彬,杨语昕,丁凤月受保护的技术使用者：巨安储能武汉科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29