흐름 배터리에 대한 이온 교환 막의 개발 상태 및 추세

대개,흐름 배터리함께 쌓인 다수의 단일 세포로 구성된다. 배터리 스택은 직렬로 연결되고 전기 및 (또는) 유체에 평행하게 연결되어 더 큰 배터리 스택을 형성 할 수 있으며 크기는 특정 애플리케이션 설계에 따라 다릅니다.

단일 셀의 구조는바이폴라 플레이트, 양수 전자ODE, 전해질e 멤브레인 (또는이온 교환 막), 음의 전극 및 양극판. 의 핵심배터리 시스템양의 전극, 음의 전극 및 전해질 막으로 구성됩니다.

이온 교환 막중요한 구조 구성 요소입니다흐름 배터리및 연료 전지 장치. 이온 그룹을 갖는이 중합체 필름 재료는 이온을 선택적으로 전달하여 배터리 구조에서 완전한 회로의 구성을 달성한다.

1. 이온 교환 막의 분류

1.1. Perfluorosulfonic acid embranes

퍼플 루오 설 폰산 막 막은 높은 전도도, 작은 양성자 전도 저항성 및 우수한 기계적 강도로 인해 주류 선택이되었습니다. 그들은 현재 상용화 된 양성자 교환 막 유형입니다. 그러나 높은 비용은 흐름 배터리에서 대규모 응용 프로그램을 제한합니다.

듀폰에 의해 생성 된 나 피온 시리즈 막은 퍼플 루오 슬 폰산 막 막의 전형적인 대표자이다. 우수한 화학적 안정성과 높은 양성자 전도도로 인해 Nafion 시리즈 멤브레인은 현재 모든 Vanadium 흐름 배터리에 가장 일반적으로 사용되는 이온 교환 멤브레인입니다.

Nafion ™ Perfluorosulfonic acid (PFSA) 막

1.2. 비 플루오르 화양성자 교환 막

Perfluorosulfonic acid 막의 높은 비용으로 인해 비 플루오르 화 된 양성자 교환 막의 연구 및 개발은 최근 몇 년 동안 많은 관심을 끌었습니다. VET 에너지에 의해 개발 된 다공성 이온 전도 막은 높은 이온 선택성 및 전해질 용량 유지율을 가지며, 이는 비 절충 된 양성자 교환 막의 개발에 대한 새로운 아이디어를 제공한다. VET Energy에 의해 설계된 새로운 이온 전도막은 전통적인 이온 막의 전도도와 선택성 사이의 모순을 해결하고 배터리 충전 및 방전 전류 밀도를 크게 향상 시키며 안정성과 노화 저항성이 향상됩니다.

PBI 멤브레인

2. 이온 교환 막 공정

산업에서 Perfluorosulfonic Acid 양성자 교환 막을 생산하는 현재의 방법은 주로 Perfluorosulfonic Acid Resin을 사용하여 용융 압출 및 캐스트 필름 방법을 통해 막을 만드는 것입니다.

용융 압출은 Perfluorosulfonic acid 막을 준비하는 데 사용되는 최초의 방법입니다. 그것은 성숙한 기술, 높은 생산 효율성 및 환경 친화적 성을 가지고 있습니다.