[發明專利]包含離子轉移聚合物的復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201580051462.9
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN106716699B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 文植園;魯臺根;鄭奉鉉;閔根基;李政倍;邊修真
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M8/1053
• 分類號: H01M8/1053;H01M8/1046;H01M8/1051;H01M8/18
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李靜;黃麗娟

本發明涉及一種復合膜及其制備方法。所述復合膜包括至少兩個含有離子轉移聚合物的聚合物層，其中，所述聚合物層包括：包含離子轉移聚合物或者離子轉移聚合物和穩定劑的第一聚合物層；以及設置在第一聚合物層上并且包含離子轉移聚合物和功能添加劑粒子的第二聚合物層，所述功能添加劑粒子是含硅粒子。

技術領域

本發明要求于2014年9月23日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2014-0127095的優先權和權益，該申請的全部內容通過引用并入本文。

本發明涉及一種包含離子轉移聚合物(ion transfer polymer)的復合膜及其制備方法。

背景技術

燃料電池是一種靜態能量轉換裝置，其中，從外部供應的燃料和氧氣通過催化作用發生電化學反應，并且從燃料直接地且同時地獲得電能和熱能。在燃料電池的空氣電極(正極)與燃料電極(負極)之間存在被稱為電解質的離子滲透層，并且根據電解質的類型，燃料電池分為五種類型：磷酸燃料電池(PAFC)、聚合物電解質膜(PEM)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和堿性燃料電池(AFC)。

燃料電池的優點在于，燃料電池比現有的內燃機具有更高的效率，因此消耗更少量的燃料，并且是不產生環境污染物如SO_x、NO_x和VOC的無污染能源。此外，燃料電池還具有生產設備所需的占地面積較小以及施工工期較短等優點。

因此，燃料電池具有從移動電源如移動設備和用于交通運輸如車輛的電源，至可用于家用和電力商用的分布式電源的多種應用領域。特別地，當作為下一代運輸裝置的燃料電池汽車的運行投入實際使用時，燃料電池的潛在市場規模有望拓寬。

氧化還原液流電池是可充電燃料電池的一種。氧化還原液流電池具有其中包含多種電活性物質的電解質，并且是一種由于電解質的氧化和還原反應發生充電/放電的二次電池。與常規電池的最大區別在于，在存儲能量的電解質進行循環的同時發生充電/放電。具體地，與其它電池不同，氧化還原液流電池的活性物質以水溶液狀態而不是固體狀態作為離子而存在，并且根據正極和負極中的各個離子的氧化/還原反應，氧化還原液流電池具有存儲和產生電能的機制。也就是說，氧化還原液流電池處于電解液(溶液)狀態，其中，電極的活性物質溶解于溶劑中，并且當包含具有不同氧化值的陰極液和陽極液的電池進行充電時，在正極和負極分別發生氧化反應和還原反應，并且電池的電動勢由形成陰極液和陽極液的氧化還原電對的標準電極電位(E0)之間的差決定。氧化還原電對的實例包括Fe/Cr、V/Br、Zn/Br、Zn/Ce和V/V等，但是考慮到可存儲的電量或經濟效率等，經常使用釩(V/V)氧化還原電對。同時，通過泵從電解液槽供給電解液，氧化還原液流電池具有常規電池的優點，其中，在正極和負極的表面上的氧化和還原的反應速率較快，同時具有燃料電池輸出特性高的優點。

為了制備僅透過氫的隔離膜，使用離子交換樹脂，當僅使用聚合物樹脂制備隔離膜時，氫離子的選擇透過性較低，并且隔離膜的物理強度也較弱。為了克服聚合物樹脂的上述局限性，混合使用添加劑以提高離子導電率和氫的選擇透過性。

然而，在現有技術中的復合膜的制備技術中，將添加劑與離子交換樹脂溶液混合，并且通過使用一種溶液形成單層形式的薄膜。上述方法對所加入的無機材料的量具有限制。此外，所述方法的缺點在于，薄膜由于添加劑(不能較好地分散)而開裂，因為難以使物質均勻分散。

發明內容

技術問題

本說明書試圖提供一種包含離子轉移聚合物的復合膜及其制備方法。

技術方案