2023/5/1北京化工大學1氟塑料薄膜

在光伏電源和燃料電池中的應用苑會林北京化工大學材料科學與工程學院電話：13901251123010-64421095Email：yuanhuil@263.net通信地址：北京市北三環(huán)東路15號57信箱郵政編碼：100029PVDF電池背板膜及全氟磺酸離子交換膜的制作與應用光伏電源燃料電池釩電池薄膜制作方法太陽能光伏電源晶體硅EVA膠玻璃TPT(Tedlar/PET/Tedlar)太陽能電池的結構EVA膠

EVAEPT PET

THV為替換現(xiàn)有背膜而專門設計的EPT風力發(fā)電2023/5/1北京化工大學52023/5/1北京化工大學6釩電池釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池（VanadiumRedoxBattery，縮寫為VRB）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制系統(tǒng)用電系統(tǒng)釩電池放電控制系統(tǒng)釩電池原理圖2023/5/1北京化工大學72023/5/1北京化工大學8離子膜釩電池的隔膜一般選用杜邦公司Nafion117，它具有電阻低、釩離子不能通過的特點，有良好的離子導電性和化學穩(wěn)定性，有一定的機械強度，但是有部分透水，而且價格貴，隔膜成本占了整個電堆的60%～70%，因此隔膜的國產(chǎn)化和其他隔膜的改性處理是釩電池隔膜的發(fā)展方向和解決重點燃料電池電子設備2瓦輸出能力的電池水燃料電池所能提供的電能是甲醇燃料電池的8倍與鋰離子電池相比，水燃料電池的充電時間相當，容量則大上數(shù)倍，因此手機的待機時間也可以延長至數(shù)星期乃至一兩個月，通話時間也可以不再用小時計算。燃料電池電子設備應用東芝設計研發(fā)的筆記本燃料電池，甲醇作為燃料，50CC的甲醇可以連續(xù)使用5小時，超過鋰電池兩倍以上。燃料電池的另一個好處是只需填充燃料，而不必像鋰電池那樣再次充電。燃料電池中的甲醇依靠含二氧化碳的氧氣的化學反應產(chǎn)生電能，排出物就是水，屬于無公害能源。東芝燃料電池供電的筆記本樣機

燃料電池電子設備LG已成功研制出可持續(xù)使用10小時的筆記本燃料電池。燃料電池電子設備日立開發(fā)出如AA電池一般大小的燃料電池內(nèi)藏50立方厘米的甲醇，能讓普通的PDA產(chǎn)品堅持使用6-8個小時。燃料電池在汽車上應用布什：美國要戒“石油癮”在加州力推氫能源汽車

美國總統(tǒng)布什在加利福尼亞州首府發(fā)表講話，呼吁國人改變習慣，盡快從傳統(tǒng)的汽車轉換到更清潔的氫能源汽車。本田的氫動力車FCX

本田的ＦＣＸ氫動力車已經(jīng)在美國加利福尼亞州獲準上市。燃料電池在汽車上應用上海神力科技有限公司120KW第三代燃料電池大巴發(fā)動機和車上海神力科技有限公司承擔了國家863計劃“燃料電池發(fā)動機”項目燃料電池汽車2023/5/1北京化工大學19燃料H2(氫氣)廢棄燃料循環(huán)+H+H+H+H-O-O-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e2H2O2H2O空氣+水蒸氣空氣中的O2(氧氣)加熱（85℃

）水或者空氣冷卻

接電路（效率40~60%）質子交換膜流場板催化劑催化劑氣體分散電極（陽極）流場板-e-e氣體分散電極（陰極）PEMF劇C特點:無噪音程、零污慌染、無戒腐蝕、雄壽命長棒、比功榜率大、田能量效葡率高、店工作溫兔度低、血啟動速氏度快光活性單體用途廣湖泛、前席景廣闊翠、市場猶潛力巨喝大、對洋產(chǎn)業(yè)結獻構升級宇、環(huán)境鑒保撫護及喉經(jīng)濟的秧可持續(xù)磁發(fā)展均宏有重要繭意義發(fā)展的最捏快的燃料給電池可望逝數(shù)年內(nèi)取宮得商業(yè)應檢用最有希污望成為汽舍車動力源PEM品FC燃料電縫池隔膜限-全氟創(chuàng)磺酸離遞子膜氫燃料電推池釩電池甲醇電拜池離子膜直電解食艷鹽水隔雅膜全氟磺酸歡離子交換困膜介紹PEMF醒C具有:功率密鏟度高(0.1核~0.2值kW/忠kg)、工作紐奉電流密長度大(1~水4A淚/cm2)、工作謎溫度低(80~危100窯℃)、啟動顆速度快(一般只需紋幾秒)等優(yōu)點另外由于扛采用聚合巷物作為電近解質，沒社有電解液可泄漏及腐妥蝕的問題兄，環(huán)境污勝染小，使德用壽命較燙長，其用潛途十分廣駛泛，符合太人類社會團可持續(xù)發(fā)網(wǎng)展的要求贏，具有很宜強的技術觀生命力。全氟磺酸來質子交換置膜的研究抵現(xiàn)狀DUP鑰ONT公司申色請的美誕國專利US3碎282些875最早(196上6年)揭示了猾全氟磺亡酸樹脂營的制備解方法于1994年，該公端司又發(fā)明笨了一種在贈溶液和本塊體聚合的喪方法，該刪方法表明塌引發(fā)劑應浸采用高氟居化或全氟更化物質，佛且引發(fā)劑蓋必須能溶羨于反應混限合物，溶路液聚合的嚇引發(fā)劑可忌以是(CF3CF2COO鎮(zhèn))2，也可煩以是過翼氧化物采、偶氮魂化物等蠶，該方皺法所得潛到的聚滋合物在恥較低的EW時有較紅低的熔初體質量寨流動速污率。202度3/4費/25北京化工導大學24全氟磺酸倆質子交換脈膜的研究檔現(xiàn)狀日本Asa擺hi睛Gla嚴ss公司也研干究全氟磺京酸樹脂的椒制備方法馳。1997年，該瀉公司申福請的日掏本專利該公司還繼在200鉆5年公開腔的世界梨專利WO2梨005得378帳79，將全膨氟碳聚川合物單妙體在聚巡壽合物引情發(fā)劑和喇鏈轉移什劑的作作用下進際行聚合燃料電蹄池業(yè)的抹巨頭Bal亂lar惠d公司于200床2年申請輪了全氟串離子交盤換樹脂護的美國本專利S68娃412粥84。其將五不溶于吼水的全用氟胺植樹入膜中閥，可提艘高電化屯學性能蒙，且非殺毒、不機易燃、識惰性，說且易于薄處理。202決3/4吉/25北京化工洞大學25全氟磺酸禽質子交換建膜的研究巖現(xiàn)狀對于全具氟磺酸康樹脂成甘膜方式若，德國FuMA猛-Tec霸h公司研體發(fā)了一駛種新方攻法，其爸述及可狠將以DMSO等為溶劑常的溶液中霧得到的全連氟磺酸樹向脂制成燃畜料電池膜于。首先在初惰性氛圍蜜中，加熱5%膠束的Naf廊ion醇溶液，腫除去并連等續(xù)替換醇格溶劑，然摸后通過背膜面輥涂方賀法制成26μ刷m的膜。DUP戰(zhàn)ONT公司的Naf快ion膜產(chǎn)品拋分為液逮體澆鑄士和擠出振流延成心膜兩種眠，液體奸澆鑄時急，全氟糞磺酸樹黃脂溶液屋刮涂在籌離型膜傲上，離麻型膜設傘備將膜旬傳輸至焰自動MEA設備處理宴，收卷時造附上面膜匙保護其免肉受環(huán)境污狼染2023抵/4/2峰5北京化著工大學26202杠3/4嗽/25北京化工餓大學27全氟磺騎酸離子菠交換膜貼的制備成型方法魔主要有兩宿種：熔融擠出屋法溶液流延班法熔融擠著出法，蜘該工藝碗制得的化薄膜不占但厚度活均勻、釀性能好容，而且脆制備效清率高，宮可大規(guī)楊模工業(yè)揪化生產(chǎn)貴，但目僚前僅被說美國和餐日本的臥少數(shù)幾煮家公司輸所掌握西。2023雞/4/2召5北京化工倆大學28流延法制先備全氟磺階酸離子交件換膜溶液流案延法制股膜可分蹤蝶為擠出流編延法溶液鋼帶親流延法兩忘種凝膠擠出滑流延法將全氟磺抖酸樹脂與疑適當?shù)娜芡鮿┌凑找话ㄅ浔扰漕I成混合凝港膠后經(jīng)擠婦出機熔融反擠出流延薪成膜，再古經(jīng)熱的流據(jù)延輥和熱創(chuàng)烘道蒸發(fā)胸溶劑獲得坡全氟磺酸憂離子膜。2023遙/4/2暴5北京化陪工大學29凝膠擠涼出法制案備全氟阻磺酸離按子膜工瓦藝流程膨圖202冒3/4銷/25北京化工嘆大學30熔融擠額出流延敞法將全氟辰磺酸樹估脂加入鞏單螺桿撓擠出機層熔融擠或出，并伏通過流寨延機頭柏擠出流秒延成膜租，通過五三輥上郊光機牽折引并定時型冷卻遺。或在瓜三輥壓冷光機上緊直接與驗聚四氟姑乙烯網(wǎng)齒絡布等毛基材復根合，然躬后再經(jīng)按化學處畏理轉型愉為離子磨型或酸蟲型。該方法江簡化工陵藝過程疤，而且倦減少樹勤脂在高胸溫下氧秧化降解捐的問題程，更有辮利于工橡業(yè)化生引產(chǎn)。202跌3/4偏/25北京化師工大學31全氟磺酸煉離子膜薄情膜擠出設卵備溶液鋼帶剩流延法制功備全氟磺匆酸離子交鐵換膜是在高溫星高壓的條邊件下將全崇氟磺酸離瞞子交換樹互脂溶解在嘩高沸點溶這劑或高沸籌點溶劑/輔助溶劑犁的混合物于中后制備透出樹脂的革成膜溶液姻后，然后嚇采用鋼帶茅流延法將教成膜溶液撤刮涂到流捆延鋼帶上頁去，通過鐮干燥設備成將溶劑除融去后成膜撈。該方法淹操作簡單群，膜厚可燒控流延設備202窗3/4哥/25北京化涼工大學342023躬/4/2國5北京化思工大學35太陽能已電池背迫板用PVDF膜介紹太陽能電濾池背膜的駐作用免維護沖自潔保葉護功能絕緣性能耐(濕熱、置干熱、阻紫外)、水蒸氣識、氧氣斯阻隔等赤性能PVDF膜在太脆陽能電軋池背膜甜中的應社用由于PVDF的含氟量慢高，其麗耐候性、口阻隔性以趁及加工適贊應性都優(yōu)庭于其他氟飾材料；用波長竟為200～400屬nm的紫外燈拼照射1年，其性通能基本不裙變；在室溫下字不受酸、事堿等強氧茂化劑和鹵肉素腐蝕；PVD腰F熔融與熱稅分解兩者縮慧間溫差大收，因而容烈易成型加淚工，能夠珠擠出流涎誘成性能較許好的薄膜202由3/4宅/25北京化寧工大學37太陽能電欺池背膜的欠發(fā)展現(xiàn)狀背膜用鎖量“Kyna袖r-P頁ET-K貝ynar（KPK）背板結接構該產(chǎn)品自200章8年推向猶市場以顛來，已掛被歐洲騰和亞洲熔主要的修光伏組泉件生產(chǎn)卸廠商廣介泛采用Ted鐘ler童-P棟ET-際Ted溪ler（TPT）背板結序構Dup顆ont公司傳圍統(tǒng)產(chǎn)品翅，已在病光伏組休件生產(chǎn)砍廠商應隊用多年冊，由于候市場需奪求激增矛，現(xiàn)在該供不應犬求。PVD始F與PVF比較PVD幼FPVF氟碳比F/C1.58/私1獸0檔.5/稱1氟含量岡%F丹59驚.3香4毀1.3氧指數(shù)LOI即>6翅0%畏23阻燃等級UL-黃94而V辱-0碼HB滲透指情數(shù)(舟60勻°C)寄4.0執(zhí)7.顆5

背膜的筐應用現(xiàn)尖狀以臺虹溉、賽伍籍、樂凱桃、匯通摘為代表拆的背膜妹企業(yè)主炸要采取負以PVF、PVD股F或ETF屑E等氟膜舉與PET基材通賓過膠粘必劑粘結義復合而寇制備復袖膠型背奇膜，但廟其氟膜這基本依什賴進口屋。以蘇州中鉗來、哈氟鞏龍、福斯守特等為代驅表的背膜數(shù)企業(yè)通過升以四氟樹酬脂(PT關FE)或三氟氯瞞乙烯樹脂(CT蕉FE)為主體樹文脂的涂料憐采取涂覆純方式與PET基材復旬合而開距發(fā)制備李涂覆型拋背膜，種在背膜論成本與所技術方幣面具有個較大優(yōu)重勢。其睛部分產(chǎn)業(yè)品已在遣國內(nèi)外墻光伏企升業(yè)得到天廣泛應闊用。太陽能贏電池板排用PVDF背膜研究由于PVDF膜表面蒙能低，偉為非極遼性，膜湊表面與鈔水無氫秋鍵作用第，故有個極強疏俘水性，肉難以與印其他基奔材粘接費，大大碧限制了喚其應用震范圍。通過采碑用亞克丈力親水默改性對PVD序F樹脂進行華粘接改性絹。同時采圾用多層謀共擠流廈延法制搖備出聚頁偏氟乙磁烯復合匯膜。202博3/4核/25北京化茂工大學41復合膜體的結構午示意圖PVD士F純膜PVDF粘結改性探層EVA粘結層2023推/4/2堪5北京化糊工大學42PVDF

純膜PVDF粘結改性層EVA粘結層優(yōu)點該技術胖與現(xiàn)有辣技術相雞比，具葛有如下刑：1）本技趟術采用嫂多層共醋擠出流尖延的方澇式制取的聚偏氟穗乙烯復攏合膜，氏這使產(chǎn)控品既具允有了PVDF本身的顯良好的遲耐候性雙、抗紫鄰外線性搬能和優(yōu)碌良的力葛學性能叔。同時控，產(chǎn)品惠又具有EVA良好的黏摩結性能，巖能夠與太源陽能背板塵其他基材項很好的黏乘結在一起壓。2023析/4/2泥5北京化工譯大學43流延法的忙優(yōu)點2）本技術闖自動化程榆度高、操營作簡單，芽可實現(xiàn)大擾規(guī)模連續(xù)展化生產(chǎn)，但且工藝可嗎控性高，弦制品質量緞穩(wěn)定，成偉膜速度快判、生產(chǎn)效病率高，所軍得薄膜強漢度高、性糠能好，可托完全滿足儲實際使用寺要求。目前該技待術已經(jīng)申艘請國家發(fā)浮明專利。卸專利申請諷號：2011濤1004才3357攏.4。目前該筆項目已進遇入中試放異大生產(chǎn)階聰段。2023括/4/2盜5北京化工鵲大學44我們的餡前期研聲究工作PVDFPMMA雙螺桿您擠出機棚混合改性PVD鼠F原料吹塑薄膜TiO2Adhe刃sivePET貌film改性PVD大F原料吹塑薄臺膜雙面復合PVDF塑料膜得狐到PVDF凡/PET妙/PVD嬸F背板背板PVD山F改性對PVDF原材料進腫行改性使