氧化还原液流电池制造技术

本发明专利技术的氧化还原液流型电池中所用的正极电解液及负极电解液的pH值为2以上、8以下的范围内。对于正极电解液与负极电解液之间的隔膜，使用阴离子交换膜。阴离子交换膜是通过使在聚丙烯制的非多孔基材上接枝聚合卤化甲基苯乙烯而成的接枝聚合物与三级胺反应而获得。接枝聚合物与三级胺的反应在接枝聚合物所具有的接枝链上导入阴离子交换基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种氧化还原液流(redoxflow)电池。
技术介绍
通常在氧化还原液流电池中使用强酸性的电解液。关于强酸性的电解液的例子，已将含有钒的氧化还原系物质的电解液加以实用。强酸性的电解液中的金属氧化还原离子即便为相对较高的浓度也稳定地溶解，因此可提高电池的能量密度。另外，在强酸性的电解液中，离子传导的载体(carrier)成为H+离子或OH-离子。由于H+离子的迁移率及OH-离子的迁移率均相对较高，因此强酸性的电解液具有高的导电率。借此，电池的电阻变小，结果电池的效率得到提高。但是，对于构成氧化还原液流电池的零件，要求可耐受强酸性的电解液的耐化学品性。氧化还原液流电池的零件例如可举出正极电解液与负极电解液之间的隔膜。在专利文献1中公开了一种亲水性膜与多孔膜的复合膜作为氧化还原液流电池用的隔膜。亲水性膜包含纤维素系聚合物或乙烯-乙烯基醇共聚物。多孔膜包含四氟乙烯或氯乙烯。另一方面，例如在专利文献2中公开了一种弱酸性的电解液。在使用弱酸性的电解液的情况下，与使用强酸性的电解液的情况相比，正极电解液与负极电解液的隔膜所需求的耐化学品性得到缓和。此外，在专利文献3中公开了一种阴离子交换膜，该阴离子交换膜是在包含聚烯烃的多孔基材的孔隙内填充氯甲基苯乙烯与二乙烯基苯的共聚物，在该共聚物中导入四级铵基而成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开昭62-223984号公报专利文献2：日本专利特开昭56-42970号公报专利文献3：日本专利特开2009-144041号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]在氧化还原液流电池中使用pH值为2以上、8以下的范围内的电解液的情况下，电池的零件所需求的耐化学品性得到缓和，因此可避免使用昂贵的材料。因此，可实现设备的低成本化，故而从促进氧化还原液流电池的进一步普及的观点来看有利。本专利技术是通过在使用pH值为2以上、8以下的范围内的电解液的氧化还原液流电池中找出合适的隔膜而成。此外，所述专利文献3对以聚烯烃作为基材的阴离子交换膜进行了公开，但并未启示将阴离子交换膜应用于使用pH值为2以上、8以下的范围内的电解液的氧化还原液流电池。本专利技术的目的在于提供一种氧化还原液流电池，该氧化还原液流电池在使用pH值为2以上、8以下的范围内的电解液的情况下，具有在发挥电池性能的方面合适的隔膜。[解决问题的技术手段]为了达成所述目的，在本专利技术的一实施方式中，提供一种氧化还原液流电池，其使用pH值为2以上、8以下的范围内的正极电解液及负极电解液，且具有阴离子交换膜作为正极电解液与负极电解液之间的隔膜，所述阴离子交换膜是使在聚丙烯制的非多孔基材上接枝聚合卤化甲基苯乙烯而成的接枝聚合物与三级胺反应，由此在所述接枝聚合物所具有的接枝链上导入阴离子交换基而成。在所述氧化还原液流电池中，所述阴离子交换膜的接枝率优选55％以上、130％以下的范围内。在所述氧化还原液流电池中，所述非多孔基材优选双轴延伸聚丙烯膜，所述阴离子交换膜的接枝率更优选70％以上、130％以下的范围内。附图说明图1为表示本专利技术的实施形态的氧化还原液流电池的概略图。图2为表示制造例1～制造例4中所得的阴离子交换膜的接枝率与透过率的关系的图表。图3为实施例1的充放电试验的结果，且为表示时间与电压的关系的图表。图4为实施例2～实施例6的充放电试验的结果，且为表示接枝率与能量效率的关系的图表。具体实施方式以下，对本专利技术的实施形态的氧化还原液流电池加以说明。<氧化还原液流电池的结构>如图1所示般，氧化还原液流电池具备充放电单元11、储存正极电解液22的第1储槽23及储存负极电解液32的第2储槽33。进而，氧化还原液流电池具备将正极电解液22供给至充放电单元11的第1供给管24、及将负极电解液32供给至充放电单元11的第2供给管34。充放电单元11的内部是通过隔膜12而被分隔成正极侧单元21与负极侧单元31。在正极侧单元21中，以彼此接触的状态而配置有正极21a与正极侧集电板21b。在负极侧单元31中，以彼此接触的状态而配置有负极31a与负极侧集电板31b。正极21a及负极31a例如包含碳制毡(felt)。正极侧集电板21b及负极侧集电板31b例如包含玻璃状碳板。正极侧集电板21b及负极侧集电板31b电连接于充放电装置10。在氧化还原液流电池中，视需要而设有调节充放电单元11周边的温度的温度调节装置。在正极侧单元21上，通过第1供给管24及第1回收管25而连接着第1储槽23。在第1供给管24上配备着第1泵26。通过第1泵26的工作，第1储槽23内的正极电解液22经过第1供给管24而被供给至正极侧单元21。此时，正极侧单元21内的正极电解液22经过第1回收管25而被回收到第1储槽23中。如此，正极电解液22在第1储槽23与正极侧单元21之间循环。在负极侧单元31上，通过第2供给管34及第2回收管35而连接着第2储槽33。在第2供给管34上配备着第2泵36。通过第2泵36的工作，第2储槽33内的负极电解液32经过第2供给管34而被供给至负极侧单元31。此时，负极侧单元31内的负极电解液32经过第2回收管35而被回收到第2储槽33中。如此，负极电解液32在第2储槽33与负极侧单元31之间循环。在第1储槽23及第2储槽33上连接着第1气体管13a。第1气体管13a将由惰性气体产生装置所供给的惰性气体供给至第1储槽23内的正极电解液22中及第2储槽33内的负极电解液32中。借此，抑制正极电解液22及负极电解液32与大气中的氧的接触。第1储槽23内及第2储槽33内的气相中的氧浓度是通过调整惰性气体的供给量而保持为大致一定。惰性气体例如可使用氮气。此外，可使用的惰性气体的例子除了氮气以外，例如可举出二氧化碳气体、氩气、氦气。供给至第1储槽23及第2储槽33的惰性气体经过排气管14而被排出。在排气管14的排出侧的顶端，设有将排气管14的顶端开口加以水封的水封部15。水封部15防止大气逆流到排气管14内，并且将第1储槽23内及第2储槽33内的压力保持为一定。本实施形态的氧化还原液流电池具备盒体41。盒体41将充放电单元11、第1储槽23及第2储槽33包围。在盒体41上连接着第2气体管13b。第2气体管13b将由惰性气体产生装置所供给的惰性气体供给至充放电单元11的周围。借此，抑制充放电单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化还原液流电池，使用pH值为2以上、8以下的范围内的正极电解液及负极电解液，且所述氧化还原液流电池的特征在于：具有阴离子交换膜作为正极电解液与负极电解液之间的隔膜，所述阴离子交换膜是使在聚丙烯制的非多孔基材上接枝聚合卤化甲基苯乙烯而成的接枝聚合物与三级胺反应，由此在所述接枝聚合物所具有的接枝链上导入阴离子交换基而成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧化还原液流电池，使用pH值为2以上、8以下的范围内的正
极电解液及负极电解液，且所述氧化还原液流电池的特征在于：
具有阴离子交换膜作为正极电解液与负极电解液之间的隔膜，所述阴离
子交换膜是使在聚丙烯制的非多孔基材上接枝聚合卤化甲基苯乙烯而成的接
枝聚合物与三级胺反应，由此在所述接枝聚合物所具有的接枝链上导入阴离
子交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内昌，奥村康之，黄岚，出口洋成，山之内昭介，
申请(专利权)人：日新电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP