凝胶浴对钒电池用侧链型杂萘联苯聚醚酮多孔膜结构和性能的影响

以含苄基氯结构的杂萘联苯聚醚酮(CMPPEK-P)为原料、三甲胺为胺化试剂,通过先制膜后胺化的方式,利用水蒸气诱导相分离法(VIPS)成功制备了一种高性能钒电池用含有季铵基侧链的杂萘联苯聚醚酮(QAPPEK-P)多孔阴离子交换膜。研究了在VIPS过程中,不同浓度氯化钠水溶液(质量分数0%~26%,下同)作为凝胶浴对膜结构和性能的影响:提高氯化钠浓度,QAPPEK-P膜的孔隙率提高,面电阻显著降低,而其阻钒性能无明显变化。其中,在凝胶浴盐浓度为26%条件下制得的QAPPEK-P膜,装载其单电池的电池效率最佳:在电流密度为140 mA/cm2时,能量效率可达80%;且其电池性能在120 mA/cm2的电流密度下,充放电150个循环后无明显变化,显示出良好的化学稳定性,证明了QAPPEK-P在多孔阴离子交换膜在钒电池应用中的潜力。

含二侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜的合成与性能

以4-(3,5-二苯基-4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ-dP)、4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)和4,4’-二氯二苯砜为单体,经高温溶液缩聚,通过调节DHPZ与DHPZ-dP的比例,合成了一系列含二侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜(PPES-dPs)。核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱结果表明产物结构与所设计结构相符合。PPES-dPs在N-甲基-2-吡咯烷酮与N,N-二甲基乙酰胺等溶剂中的溶解性较好,但不溶于乙醇等质子性溶剂。PPES-dPs的热性能随着DHPZ-dP含量的增加逐渐增强,5%热失重温度可达到500℃,拉伸强度大于75 MPa。