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化学进展 2010, Vol. 22 Issue (0203): 384-387 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

全钒氧化还原液流电池隔膜*

张亚萍1,2**;陈艳1;周元林1;何平1   

  1. （1. 西南科技大学材料科学与工程学院  绵阳  621010；2.聚合物分子工程教育部重点实验室 复旦大学 上海  200433）
  • 收稿日期:2009-03-05 修回日期:2009-04-13 出版日期:2010-03-24 发布日期:2010-03-18
  • 通讯作者: 张亚萍 E-mail:zhangyaping@swust.edu.cn
  • 基金资助:

    西南科技大学博士研究基金;复旦大学聚合物分子工程教育部重点实验室开放基金

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Membranes for All-Vanadium Redox Flow Battery

Zhang Yaping1,2**; Chen Yan1; Zhou Yuanlin1; He Ping1   

  1. （1.College of Materials Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010; 2. The Key Laboratory of Molecular Engineering of Polymers, Ministry of Education, Fudan University, Shanghai 200433, China）
  • Received:2009-03-05 Revised:2009-04-13 Online:2010-03-24 Published:2010-03-18
  • Contact: Zhang Yaping E-mail:zhangyaping@swust.edu.cn

隔膜是全钒氧化还原液流电池（VRB）的重要组件之一。本文综述了VRB隔膜的制备方法及性能。研究的隔膜主要包括进口商品膜如Nafion系列膜及Daramic等、国产商品膜及其它自制膜；并提出应该尽可能提高隔膜的电导率，降低钒渗透以及水迁移等建议，早日实现国产隔膜大规模商业化。同时，应大力开发非氟高分子隔膜材料，以大幅度降低隔膜价格。

关键词： 全钒氧化还原液流电池, 隔膜, 钒渗透, 水迁移

Membrane is one of the most important modules for all-vanadium redox flow battery (VRB). Preparation methods and properties of membranes for VRB are presented in detail. Modification is mainly based on the following membranes: one is imported membrane such as Nafion and Daramic, and the other is domestic or self-made. It is proposed that the membrane conductivity should be increased, both vanadium crossover and water transfer be decreased as far as possibly. Therefore, the commercialization of domestic membranes for VRB will be realized on a large scale at an early date. In addition, in order to sharply lower the membrane price, polymer materials consisting of fluorine should be developed in depth.

Contents
1 Introduction
2 Membranes based on imported or Nafion solution
2.1 Modification based on Nafion membrane or Nafion solution
2.2 Other imported membranes except Nafion
3 Membranes based on domestic or self-made
4 Conclusion

Key words: all-vanadium redox flow battery, membranes, vanadium crossover, water transfer

中图分类号: 

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[ 1 ] 　Skyllas-KazacosM, Grossmith F. Journal of the Electrochemical Society, 1987, 134 (12) : 2950—2953
[ 2 ] 　Sum E, Skyllas-KazacosM. Journal of Power Sources, 1985, 15(2 /3) : 179—190
[ 3 ] 　Sum E, Rychcik M, Skyllas-Kazacos M. Journal of Power Sources, 1985, 16 (2) : 85—95
[ 4 ] 　Joerissen I, Garche J, Fabjan C, et al. Journal of Power Sources, 2004, 127: 98—104
[ 5 ] 　张华民( Zhang H M) , 赵平( Zhao P) , 周汉涛( Zhou H T)等.能源技术( Energy Technology) , 2005, 26 (1) : 23—26
[ 6 ] 　Mohammadi T, Skyllas-Kazacos M. Journal of Membrane Science, 1995, 107: 35—45
[ 7 ] 　Xi J Y, Wu Z H, Qiu X P, et al. Journal of Power Sources,2007, 166: 531—536
[ 8 ] 　Luo Q T, Zhang H M, Chen J, et al. Journal of Membrane Science, 2008, 311: 98—103
[ 9 ] 　Xi J Y, Wu Z H, Qiu X P, et al. Journal of Materials Chemistry, 2008, 18: 1232—1238
[ 10 ] 　Arora P, Zhang Z M. Chemical Reviews, 2004, 104:4419—4462
[ 11 ] 　Zeng J, J iang C P, Wang Y H, et al. Electrochemistry Communications, 2008, 10: 372—375
[ 12 ] 　Tian B, Yan C W, Wang F H. Journal of Membrane Science,2004, 234: 51—54
[ 13 ] 　薛方勤(Xue F Q) , 王文红(Wang W H) , 王新东(Wang X D) . 有色金属(冶炼部分) (Nonferrous Metals ( Extractive Metallurgy) ) , 2007, (6) : 42—45
[ 14 ] 　Luo Q T, Zhang H M, Chen J, et al. Journal of Membrane Science, 2008, 325: 553—558
[ 15 ] 　Hwang G J, Ohya H. Journal of Membrane Science, 1997, 132:55—61
[ 16 ] 　Mohammadi T, Skyllas-Kazacos M. Journal of Power Sources,1996, 63: 179—186
[ 17 ] 　Mohammadi T, Skyllas-Kazacos M. Journal of Power Sources,1995, 56: 91—96
[ 18 ] 　Sukkar T, Skyllas-Kazacos M. Journal of Membrane Science,2003, 222: 249—264
[ 19 ] 　Wiedemann E, Heintz A, Lichtenthaler R N. Journal of Membrane Science, 1998, 141: 215—221
[ 20 ] 　Mohammadi T, Chieng S C, Skyllas-Kazacos M. Journal of Membrane Science, 1997, 133: 151—159
[ 21 ] 　Sukkar T, Skyllas-Kazacos M. Journal of Membrane Science,2003, 222: 235—247
[ 22 ] 　Sukkar T, Skyllas-Kazacos M. Journal of Applied Electrochemistry, 2004, 34: 137—145
[ 23 ] 　Mohammadi T, Skyllas-Kazacos M. Journal of Applied Electrochemistry, 1997, 27: 153—160
[ 24 ] 　Peng J F, Qiu J Y, Zhai M L, et al. Nuclear Science and Techniques, 2007, 18 (1) : 50—54
[ 25 ] 　Qiu J Y, Ni J F, Zhai M L, et al. Radiation Physics and Chemistry, 2007, 76: 1703—1707
[ 26 ] 　Qiu J Y, Zhai M L, Zhou H H, et al. Journal of Power Sources,2008, 177: 617—623
[ 27 ] 　吕正中(Lv Z Z) , 胡麟(Hu L) , 邱新平(Qiu X P)等. 高等学校化学学报(Chemical Journal of Chinese Universities) , 2007,28 (1) : 145—148
[ 28 ] 　Qiu J Y, Zhai M L, Zhou H H, et al. Journal ofMembrane Science, 2007, 297: 174—180
[ 29 ] 　Jian X G, Yan C, Zhang H M, et al. Chinese Chemical Letters,2007, 18: 1269—1272
[ 30 ] 　桑商斌( Sang S B) , 黄可龙(Huang K L) , 石瑞成( Shi R C)等. 中南大学学报(自然科学版) ( Journal of Central South University: Science and Technology) , 2005, 36 (6) : 1011—1016
[ 31 ] 　Huang K L, Li X G, Liu S Q, et al. Renewable Energy, 2008,33: 186—192
[ 32 ] 　谭宁( Tan N) , 黄克龙(Huang K L) , 刘素琴(Liu S Q) . 电源技术( Chinese Journal of Power Sources) , 2004, 28 ( 12 ) :775—778
[ 33 ] 　刘素琴(Liu S Q) , 黄克龙(Huang K L) , 刘又年(Liu Y N)等. 电池(Battery Bimonthly) , 2005, 35 (5) : 356—359
[ 34 ] 　崔艳华(Cui Y H) , 孟凡明(Meng F M) . 电源技术(Chinese Journal of Power Sources) , 2000, 24 (6) : 356—358
[ 35 ] 　赵平( Zhao P) , 张华民( Zhang H M) , 周汉涛( Zhou H T)等.电源技术(Chinese Journal of Power Sources) , 2006, 130 ( 2) :141—143
[1] 于小燕, 李萌, 魏磊, 邱景义, 曹高萍, 文越华. 聚丙烯腈在锂金属电池电解质中的应用[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 390-406.
[2] 刘新叶, 梁智超, 王山星, 邓远富, 陈国华. 碳基材料修饰聚烯烃隔膜提高锂硫电池性能研究[J]. 化学进展, 2021, 33(9): 1665-1678.
[3] 李祥业, 白天娇, 翁昕, 张冰, 王珍珍, 何铁石. 电纺纤维在超级电容器中的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(7): 1159-1174.
[4] 郭林莉, 张新, 肖敏, 王拴紧, 韩东梅, 孟跃中. 二维材料修饰隔膜抑制锂硫电池穿梭效应策略[J]. 化学进展, 2021, 33(7): 1212-1220.
[5] 丁宇森, 张璞, 黎洪, 朱文欢, 魏浩. 锂硒电池的研究现状与展望[J]. 化学进展, 2021, 33(4): 610-632.
[6] 孙皓, 宋程威, 庞越鹏, 郑时有. 锂硫电池隔膜功能化设计[J]. 化学进展, 2020, 32(9): 1402-1411.
[7] 王惠亚, 赵立敏, 张芳, 何丹农. 高性能锂离子二次电池隔膜[J]. 化学进展, 2019, 31(9): 1251-1262.
[8] 杨凯, 章胜男, 韩东梅, 肖敏, 王拴紧*, 孟跃中*. 多功能锂硫电池隔膜[J]. 化学进展, 2018, 30(12): 1942-1959.
[9] 王刚, 陈金伟, 朱世富, 张洁, 刘效疆, 王瑞林. 全钒氧化还原液流电池碳素类电极的活化[J]. 化学进展, 2015, 27(10): 1343-1355.
[10] 龚雪, 杨金龙, 姜玉林, 木士春. 静电纺丝技术在锂离子动力电池中的应用[J]. 化学进展, 2014, 26(01): 41-47.
[11] 王刚, 陈金伟, 汪雪芹, 田晶, 刘效疆, 王瑞林. 全钒氧化还原液流电池电解液[J]. 化学进展, 2013, 25(07): 1102-1112.
[12] 汪南方, 刘素琴*. 全钒液流电池隔膜的制备与性能[J]. 化学进展, 2013, 25(01): 60-68.
[13] 陈立香, 肖勇, 赵峰. 微生物燃料电池生物阴极[J]. 化学进展, 2012, 24(01): 157-162.
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