本发明专利技术涉及一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜及制备方法，属于液流电池制造技术领域。技术方案：包含如下质量分数组分：聚乙烯30‑40份、纳米二氧化硅2份、偶联剂1‑2份、乙二酸二辛酯6‑10份、聚硅氧烷1‑2份、硬脂酸钙5‑10份、石蜡油50份和抗氧化剂1‑2份。本发明专利技术的有益效果：制备的电池隔膜具有分布均匀的介孔，因其表面含有全氟磺酸树脂，使得此隔膜耐酸强度提升且离子反应速率增大，从而具有良好的导电性能和抗腐蚀性能，能大幅度有效延长电堆的使用寿命，解决传统隔膜中电导率低和防酸耐腐蚀的问题，均衡了电堆成本，使电池整体效率大幅度上升，成本下降，电堆的使用寿命增加。
1、液流电池由电堆单元、电解液、电解液存储供给单元以及管理控制单元等部分构成。液流电池是利用正负极电解液分开、各自循环的一种高性能蓄电池。锌溴液流电池是液流电池的一种，属于能量型储能，能够大容量、长时间的充放电。目前，在锌溴液流电池的制备中，隔膜一般采用nafion115膜或212膜。但是，已有技术的膜原料采用的为全氟磺酸树脂，导致其生产成本价格高昂，使电堆的成本直线上升，且nafion系列隔膜本身是用于水处理中设计理念并不适用于锌系电池，在防枝晶穿刺方面能力薄弱。
1、本专利技术目的是提供一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜及制备方法，解决传统隔膜中电导率低和防酸耐腐蚀的问题，均衡了电堆成本，使电池整体效率大幅度上升，成本下降，电堆的使用寿命增加，解决
技术介绍
中存在的问题。
3、一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜，包含如下质量分数组分：聚乙烯30-40份、纳米二氧化硅2份、偶联剂1-2份、乙二酸二辛酯 6-10份、聚硅氧烷1-2份、硬脂酸钙5-10份、石蜡油50份和抗氧化剂1-2份。
>6、所述偶联剂选用乙烯基硅烷，能够将二氧化硅和其他物质聚合形成回路，使得电导率增强。7、所述乙二酸二辛酯为分散剂，聚硅氧烷和硬脂酸钙为润滑剂。
8、所述石蜡油为稀释剂润滑剂，在原材料中加入石蜡油，萃取过程中石蜡油减少，形成膜的孔径。
9、所述抗氧化剂选用丙酸十八醇酯。
10、一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，包含如下步骤：
11、步骤1，原料的质量份数为：聚乙烯30-40份、纳米二氧化硅 2份、偶联剂1-2份、乙二酸二辛酯 6-10份、聚硅氧烷1-2份、硬脂酸钙5-10份、石蜡油50份和抗氧化剂1-2份，经加料系统加入挤出机，经挤出机熔融、塑化、混合为均一熔体，所述均一熔体经t 型模头挤出得到透明熔体流延片，透明熔体流延片流延至冷辊上急冷发生相分离，冷却得到铸片；
12、步骤2，将所述铸片拉伸，萃取，干燥，热处理，得到聚乙烯锌溴液流电池隔膜；
13、步骤3，nafion溶液配置：称取电池级全氟磺酸树脂粉末10份和溶剂nmp90份，常温搅拌2小时；然后通入惰性气体氮气以220℃加热搅拌3小时，最终溶液呈微黄透明粘稠状液体，得到nafion溶液；
14、步骤4，将所得的nafion溶液通过微凹版涂布于聚乙烯锌溴液流电池隔膜两面，涂布温度60℃，基膜厚度为70μm，两侧nafion溶液涂层均为4μm，得到耐腐蚀高导电锌溴液流电池隔膜。
15、在步骤1中，除聚乙烯外，所述原料混合均匀后以液体形式加入挤出机进料口，聚乙烯以固体形式加入挤出机进料口。
16、在步骤1中，所述石蜡油作为稀释剂，还可以采用石蜡油和对苯二甲酸二辛酯(dotp)中的一种或两种作为稀释剂，当所述稀释剂为石蜡油和对苯二甲酸二辛酯(dotp)的混合物时，稀释剂中对苯二甲酸二辛酯(dotp)的含量≤50wt％。
17、在步骤1中，所述纳米二氧化硅为无机填料，无机填料可以选用碳酸钙、硫酸钡、二氧化钛、二氧化硅和无机粘土中的一种或几种的混合物，优选为气相纳米二氧化硅、膨润土和文石结构碳酸钙中的一种或几种的混合物；所述无机填料的粒径小于100微米。
18、在步骤1中，所述抗氧化剂为抗氧剂1076或其与抗氧剂168的混合物，当抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168的混合物时，按质量份数计，抗氧剂1076和抗氧剂168的比为任意比。
19、在步骤1中，所述乙二酸二辛酯为分散剂，分散剂还分为第一分散剂、第二分散剂和第三分散剂：所述第一分散剂为己二酸、庚二酸、邻苯二甲酸、戊二酸和辛二酸中的一种或多种的混合物；所述第二分散剂为第一成核剂和金属化合物的混合物，所述金属化合物为无机锌盐、无机钙盐、无机钡盐、有机锌盐、有机钙盐、有机钡盐、氢氧化锌、氢氧化钡和氢氧化钙中的一种或多种的混合物；所述第三分散剂为己二酸盐、庚二酸盐、邻苯二甲酸盐、戊二酸盐和辛二酸盐中的一种或多种的混合物，其中，所述第三分散剂中包含金属阳离子，所述己二酸盐、庚二酸盐、邻苯二甲酸盐、戊二酸盐和辛二酸盐中的金属阳离子为锌、钙和/或钡。
20、在步骤1中，所述挤出机的机筒温度为200～250℃，所述机筒温度沿进料口至出料口方向先增大后降低。
21、在步骤1中，所述挤出机的螺杆的长径比为50～60；所述挤出机的螺杆转速为100～240rpm。
22、在步骤1中，每小时从t型模头挤出量100-200kg。
23、在步骤1中，所述冷辊的温度为15～30℃。
24、在步骤1中，每一份原料从进入挤出机至经t型模头挤出期间所承受的加热时间为10～20min。
25、在步骤1中，所述石蜡油的闪点>200℃。
26、在步骤2中，将所述铸片异步双轴拉伸，所述异步双轴拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸，纵向拉伸的倍率为6～15倍，纵向拉伸的温度为165～185℃,横向拉伸的倍率为6～15倍，横向拉伸的温度为165～185℃。
27、在步骤2中，所述萃取采用的萃取液为萃取稀释剂的二氯甲烷萃取液。
28、在步骤2中，所述干燥的温度为40～80℃，所述热处理的温度为120～140℃,热处理的时间不少于30s。
29、本专利技术最高隔膜厚度为78微米。
30、本专利技术的有益效果：制备的电池隔膜具有分布均匀的介孔，因其表面含有全氟磺酸树脂，使得此隔膜耐酸强度提升且离子反应速率增大，从而具有良好的导电性能和抗腐蚀性能，能大幅度有效延长电堆的使用寿命，解决传统隔膜中电导率低和防酸耐腐蚀的问题，均衡了电堆成本，使电池整体效率大幅度上升，成本下降，电堆的使用寿命增加。
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【技术保护点】
1.一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜，其特征在于：包含如下质量分数组分：聚乙烯30-40份、纳米二氧化硅2份、偶联剂1-2份、乙二酸二辛酯 6-10份、聚硅氧烷1-2份、硬脂酸钙5-10份、石蜡油50份和抗氧化剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜，其特征在于：所述聚乙烯分子量在400W以上；所述纳米二氧化硅为气相纳米二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜，其特征在于：所述偶联剂选用乙烯基硅烷；所述乙二酸二辛酯为分散剂，聚硅氧烷和硬脂酸钙为润滑剂；所述石蜡油为稀释剂润滑剂；所述抗氧化剂选用丙酸十八醇酯。
4.一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于包含如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于：在步骤1中，除聚乙烯外，所述原料混合均匀后以液体形式加入挤出机进料口，聚乙烯以固体形式加入挤出机进料口。
6.根据权利要求4所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述挤出机的机筒温度为200～250℃，所述机筒温度沿进料口至出料口方向先增大后降低；所述挤出机的螺杆转速为100～240rpm；每小时从T型模头挤出量100-200kg。
7.根据权利要求4所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述冷辊的温度为15～30℃；所述石蜡油的闪点>200℃。
8.根据权利要求4所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于：在步骤2中，将所述铸片异步双轴拉伸，所述异步双轴拉伸包括纵向拉伸和横向拉伸，纵向拉伸的倍率为6～15倍，纵向拉伸的温度为165～185℃,横向拉伸的倍率为6～15倍，横向拉伸的温度为165～185℃。
9.根据权利要求4所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于：在步骤2中，所述萃取采用的萃取液为萃取稀释剂的二氯甲烷萃取液。
10.根据权利要求4所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于：在步骤2中，所述干燥的温度为40～80℃，所述热处理的温度为120～140℃,热处理的时间不少于30s。
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【技术特征摘要】
1.一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜，其特征在于：包含如下质量分数组分：聚乙烯30-40份、纳米二氧化硅2份、偶联剂1-2份、乙二酸二辛酯 6-10份、聚硅氧烷1-2份、硬脂酸钙5-10份、石蜡油50份和抗氧化剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜，其特征在于：所述聚乙烯分子量在400w以上；所述纳米二氧化硅为气相纳米二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜，其特征在于：所述偶联剂选用乙烯基硅烷；所述乙二酸二辛酯为分散剂，聚硅氧烷和硬脂酸钙为润滑剂；所述石蜡油为稀释剂润滑剂；所述抗氧化剂选用丙酸十八醇酯。
4.一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于包含如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于：在步骤1中，除聚乙烯外，所述原料混合均匀后以液体形式加入挤出机进料口，聚乙烯以固体形式加入挤出机进料口。
6.根据权利要求4所述的一种用于锌溴液流电池超薄超高电导率的薄膜制备方法，其特征在于：在步骤1...
【专利技术属性】
技术研发人员：马骁，胡建勋，王晨，
申请(专利权)人：唐山市晟能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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