【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液流电池领域，具体涉及一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构及其应用。
技术介绍
1、在液流电池中，离子交换膜是最核心的功能性器件之一，然而在膜的生产过程中或在使用过程中(碳毡扎孔)不可避免的产生一些微孔性的缺陷，尤其是阴离子型离子交换膜的微孔性缺陷问题更加凸出，这种缺陷可导致电池局部微短路(发生严重副反应，加剧隔膜的损坏)、正负极电解液交叉污染，进而导致电池失效，严重阻碍了其商业化进程。因此，保护离子交换膜在使用过程中不被扎孔或阻断微孔带来的危害，提高电池的使用稳定性，成为科研工作者研究的热点之一。
2、公布号为cn116864724a的中国专利提供了一种保护液流电池中离子交换膜的隔膜来保护全氟磺酸膜，但这种双面保护的方法一方面增加隔膜的厚度，加大了离子迁移距离的，对于阴离子型隔膜的离子迁移电阻有显著增加，降低电池能量效率；另一方面保护膜的孔径过大(微米级)，不能解决缺陷型微孔隔膜的正负极电解液交叉污染问题，从而导致电池失效。
技术实现思路
1、为弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的方法，该方法通过在离子交换膜侧，添加单层亲水的纳米级孔径的多孔膜，可有效抑制离子交换膜的腐蚀性损坏、阻断正负极电解液混液现象发生，进而显著提升液流电池的使用稳定性。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，包括分别设置在离子交换膜两侧分别设置一片正
4、进一步的，所述亲水多孔隔膜贴合在离子交换膜表面。
5、进一步的，所述亲水多孔隔膜为非亲水性材料多孔隔膜成型后进行亲水化制成，所述非亲水性材料多孔隔膜为聚乙烯多孔隔膜、聚乙烯陶瓷多孔隔膜中的任意一种。
6、进一步的，所述非亲水性材料多孔隔膜亲水化使用：羧酸盐型表面活性剂、聚环氧乙烷醚型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂、烷基苯磺酸盐型表面活性剂、硫酸酯盐型表面活性剂、磷酸酯盐型表面活性剂、胺盐型表面活性剂和季铵盐型表面活性剂中的任意一种或多种。
7、进一步的，所述亲水多孔隔膜平均孔径的技术要求为1nm≤d≤50nm，厚度5-20μm，孔隙率40％-50％。
8、一种所述电池结构的应用，所述液流电池中设置有上述保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构。
9、本专利技术的有益效果为：
10、1、本专利技术采用亲水的多孔隔膜厚度较薄(5-20μm)且为单层，可有效降低离子传递阻力，避免电池能量效率的大幅度下降；
11、2、本专利技术采用的多孔隔膜的平均孔径d的技术要求为1nm≤d≤50nm，因此正负极电解液交叉污染的机率极低，对于有微孔性缺陷的离子交换膜，在缺陷处微短路引起的聚乙烯多孔膜局部闭孔，从而阻断该处电解液交叉污染，提高电池稳定性；孔隙率越高、隔膜厚度越小，离子穿过多孔隔膜阻碍越小，有助于提高电池能量效率；
12、3、在本专利技术的液流电池中，采用的多孔隔膜可以抑制离子交换膜的腐蚀性损坏发展，进而显著提升隔膜的长期稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，包括分别设置在离子交换膜两侧分别设置一片正极碳毡和一片负极碳毡，其特征在于,所述离子交换膜和负极碳毡之间设置一层亲水多孔隔膜。
2.根据权利要求1所述的一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，其特征在于，所述亲水多孔隔膜贴合在离子交换膜表面。
3.根据权利要求1所述的一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，其特征在于，所述亲水多孔隔膜为非亲水性材料多孔隔膜成型后进行亲水化制成，所述非亲水性材料多孔隔膜为聚乙烯多孔隔膜、聚乙烯陶瓷多孔隔膜中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，其特征在于，所述非亲水性材料多孔隔膜亲水化使用：羧酸盐型表面活性剂、聚环氧乙烷醚型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂、烷基苯磺酸盐型表面活性剂、硫酸酯盐型表面活性剂、磷酸酯盐型表面活性剂、胺盐型表面活性剂和季铵盐型表面活性剂中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，其特征在于，所述亲水多孔隔膜平均孔径
6.一种液流电池，其特征在于，所述液流电池中设置有如权利要求1-9任一项所述的保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构。
...【技术特征摘要】
1.一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，包括分别设置在离子交换膜两侧分别设置一片正极碳毡和一片负极碳毡，其特征在于,所述离子交换膜和负极碳毡之间设置一层亲水多孔隔膜。
2.根据权利要求1所述的一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，其特征在于，所述亲水多孔隔膜贴合在离子交换膜表面。
3.根据权利要求1所述的一种保护液流电池中离子交换膜和电解液的电池结构，其特征在于，所述亲水多孔隔膜为非亲水性材料多孔隔膜成型后进行亲水化制成，所述非亲水性材料多孔隔膜为聚乙烯多孔隔膜、聚乙烯陶瓷多孔隔膜中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一种保护液流电池中...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成钢，韩瑞，陈赓，王晶，姚忠，项瞻峰，张超，
申请(专利权)人：宿迁时代储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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