釩電池用改性PVDF隔膜的制備及其性能研究.pdf

1、全釩氧化還原液流電池由于價(jià)格便宜，使用壽命更長，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)外研究者的關(guān)注。隔膜是釩電池的核心部件，具有隔離正負(fù)兩極電解液，阻止不同價(jià)態(tài)的釩離子相互滲透的作用，并且保證氫離子在膜中自由移動。聚偏氟乙烯(PVDF)是一種具有良好的耐熱、耐腐蝕性能和耐老化性能的高分子材料，但膜電阻較大，不能直接作為釩電池的隔膜。本論文主要嘗試對PVDF膜改性，并進(jìn)行相關(guān)表征和釩電池性能測試。
　　采用溶膠凝膠法制備鈦酸鋇，并將其與PVDF

2、復(fù)合，制備了BT/PVDF隔膜。測試結(jié)果表明，鈦酸鋇的添加使隔膜的親水性和吸液率均有所提高，其中15％BT/PVDF隔膜的吸液率達(dá)到最大值，并且用該隔膜組裝的交流阻抗測試裝置測得的電荷轉(zhuǎn)移電阻最小。當(dāng)BaTiO3粉體的添加量少于10%時(shí)，隔膜的拉伸強(qiáng)度、彈性模量均有提高，斷裂伸長率略有下降。同時(shí)，BT/PVDF隔膜具有優(yōu)異的阻釩性能。通過紅外光譜發(fā)現(xiàn)，PVDF中F-容易進(jìn)入鈦酸鋇中存在的氧空位，發(fā)生化學(xué)吸附，從而影響隔膜的性能。

3、　　將苯乙烯單體接枝到 BT/PVDF后磺化，得到BT/PVDF-g-PSSA質(zhì)子交換膜。測試結(jié)果表明，當(dāng)BaTiO3含量為5%時(shí)，吸液率達(dá)到最高值161.2%，質(zhì)子傳導(dǎo)率達(dá)到1.115S/cm。鈦酸鋇的摻雜使膜的釩離子滲透系數(shù)降低。
　　采用紫外接枝得到的PVDF-g-PSSA質(zhì)子交換膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率為9.16×10-4S/cm，小于溶液接枝法得到的膜。因?yàn)樽贤饨又r(shí)間較短，接枝率較低，僅為0.7%。但是該方法膜制備工藝簡單，對膜