鋅溴液流電池各部件及電堆的制備研究.pdf

1、鋅溴液流電池對(duì)于實(shí)用的儲(chǔ)能和電動(dòng)車兩者應(yīng)用而言都是一項(xiàng)引人注目的技術(shù)。它是一種低耗、高效、環(huán)境友好型的新型儲(chǔ)能電池。它具有能量密度高和電流效率高、裝置簡(jiǎn)單易操作、使用壽命長(zhǎng)，能幾千次100％深度循環(huán)放電的優(yōu)點(diǎn)。
　　本文設(shè)計(jì)合成一系列新型低成本，高性能陰、陽離子交換膜材料，并制備成各種離子交換膜。同時(shí)設(shè)計(jì)不同流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的石墨雙極板。然后用這兩種關(guān)鍵材料組裝成電池和電池組，以提高鋅溴電池組的性能和降低成本。具體的研究?jī)?nèi)容如下:

2、　　1)、設(shè)計(jì)和合成新型陰離子交換膜。首先設(shè)計(jì)和合成帶有季銨化官能團(tuán)的聚合物，對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行研究。研究陰離子交換膜離子遷移的傳導(dǎo)機(jī)理問題，優(yōu)化離子交換膜材料的分子結(jié)構(gòu)，探索與之相匹配的微結(jié)構(gòu)，發(fā)展離子交換膜的設(shè)計(jì)理論。得到一種成本低、機(jī)械強(qiáng)度高、具有很高離子傳導(dǎo)性的新型陰離子交換膜，并探索其作為鋅溴液流電池隔膜的可行性。
　　2)、設(shè)計(jì)合成Nafion/PTFE離子交換膜，用價(jià)格較昂貴的Nafion溶液來制備

3、膜，為降低其成本，采用具有較大孔隙率的PTFE做基底材料，將Nafion溶液填充到其空隙中，保持其良好的傳導(dǎo)率，同時(shí)增加機(jī)械強(qiáng)度，降低成本。對(duì)合成的Nafion/PTFE陽離子交換膜離子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征說明，在吸水率、交流阻抗方面進(jìn)行測(cè)試，優(yōu)化其材料的分子結(jié)構(gòu)，以更好的性能應(yīng)用于鋅溴液流電池中。
　　3)、設(shè)計(jì)研究第一代石墨雙極板，以組裝成百瓦級(jí)鋅溴電池堆。第一代雙極板采用外管，能很好的觀察電解液的流動(dòng)狀態(tài)。設(shè)計(jì)研究第二代石墨雙極板