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铁路混合液流电池用SPEEK膜的制备及性能研究汇报人：2024-01-17

引言SPEEK膜制备工艺研究SPEEK膜在铁路混合液流电池中应用研究结果与讨论结论与展望contents目录

01引言

随着化石燃料的日益枯竭和环境污染的日益严重，开发高效、清洁、可再生的新能源技术成为迫切需求。能源危机与环境问题铁路交通作为重要的公共交通工具，对电能的需求量大且稳定，需要高效、可靠的储能系统来保障其运行。铁路交通的电能需求混合液流电池结合了液流电池和锂离子电池的优点，具有高能量密度、高功率密度、长寿命、环保等优点，在铁路交通领域具有广阔的应用前景。混合液流电池的优势研究背景与意义

目前，国内外学者在混合液流电池领域已经取得了一定的研究成果，包括电池结构设计、电解液配方优化、电极材料改性等方面。未来，混合液流电池的研究将更加注重提高电池的能量密度、功率密度和循环寿命，降低电池成本，推动其在铁路交通等领域的实际应用。国内外研究现状及发展趋势发展趋势国内外研究现状

研究内容01本研究旨在通过制备SPEEK膜作为混合液流电池的隔膜，研究其性能表现，包括离子传导性能、机械性能、化学稳定性等方面。研究目的02通过本研究，期望能够开发出高性能的SPEEK膜，提高混合液流电池的综合性能，推动其在铁路交通等领域的应用。研究意义03本研究不仅有助于解决铁路交通领域的电能需求问题，还可为混合液流电池在其他领域的应用提供借鉴和参考，对于推动新能源技术的发展和环境保护具有重要意义。研究内容、目的和意义

02SPEEK膜制备工艺研究

聚合物选择选用磺化聚醚醚酮（SPEEK）作为膜材料，因其具有良好的离子交换能力、化学稳定性和热稳定性。溶剂选择选用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为溶剂，因其对SPEEK有良好的溶解性，且易于后续处理。预处理将SPEEK在真空干燥箱中干燥至恒重，以消除水分对膜性能的影响。原料选择与预处理

溶液配制铸膜液制备膜浇铸热处理制备工艺流程设计将干燥后的SPEEK溶解在DMF中，配制成一定浓度的溶液。将铸膜液倾倒在干净的玻璃板上，用刮刀刮成一定厚度的膜。向SPEEK溶液中加入增塑剂、交联剂等添加剂，搅拌均匀得到铸膜液。将浇铸好的膜放入烘箱中，在一定温度下热处理一段时间，使膜内部结构更加致密。

通过调整SPEEK溶液的浓度，可以控制膜的厚度和机械强度。溶液浓度增塑剂的加入可以改善膜的柔韧性和加工性能，需要选择合适的种类和用量。增塑剂种类与用量交联剂的加入可以提高膜的尺寸稳定性和耐溶剂性，需要选择合适的种类和用量。交联剂种类与用量热处理温度和时间的控制对膜的内部结构和性能有很大影响，需要进行优化。热处理温度与时间关键工艺参数优化

热稳定性测试使用热重分析仪对膜的热稳定性进行测试，以评估其使用温度范围。水含量测定通过烘干法测定膜的水含量，以评估其保水能力。离子交换容量测定使用酸碱滴定法测定膜的离子交换容量，以评估其离子传导能力。膜厚度测量使用测厚仪对膜的厚度进行测量，以评估制备工艺的重复性。机械性能测试通过拉伸试验机对膜的拉伸强度、断裂伸长率等机械性能进行测试。膜结构与性能表征

03SPEEK膜在铁路混合液流电池中应用研究

电池工作原理铁路混合液流电池是一种通过正负极活性物质在液态电解质中的氧化还原反应来储存和释放能量的装置。SPEEK膜作为电池的关键组件，起到隔离正负极物质、传导离子的作用。设计要求为满足铁路混合液流电池的高性能、长寿命和安全可靠等要求，SPEEK膜需要具备优异的离子传导性、化学稳定性、机械强度和尺寸稳定性。电池工作原理及设计要求

SPEEK膜具有良好的离子传导性能，能够有效地传导电池中的离子，保证电池的正常工作。离子传导隔离作用稳定性SPEEK膜能够有效地隔离电池的正负极物质，防止它们直接接触而发生短路，保证电池的安全运行。SPEEK膜在电池工作过程中能够保持稳定的化学性质和机械性能，确保电池的长期稳定运行。030201SPEEK膜在电池中作用机制

通过循环伏安法、交流阻抗法等电化学测试方法，研究SPEEK膜对电池性能的影响，包括电池的容量、能量密度、功率密度等。电化学性能测试采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等物理测试手段，观察SPEEK膜的微观形貌和结构，分析其离子传导性能和机械性能。物理性能测试通过过充、过放、高温等极端条件下的测试，评估SPEEK膜对电池安全性的影响，确保电池在实际应用中的安全性。电池安全性评估电池性能测试与评估

04结果与讨论

膜厚度与均匀性通过调整制备工艺参数，成功制备出厚度均匀、表面平整的SPEEK膜。膜厚度对电池性能有重要影响，因此控制膜厚度是制备过程中的关键步骤之一。离子交换容量（IEC）IEC是评价SPEEK膜性能的重要指标之一。实验结果表明，所制备的SPEEK膜具有较高的IEC值，这有利于提高