[發明專利]用于在堿性電池中選擇性離子滲透的離子選擇性膜

在審

• 申請號: 201880065380.3
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN111788714A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 黃金超;喬達摩·G·亞達夫;邁克爾·尼斯;S·巴內爾杰爾
• 申請（專利權）人: 紐約城市大學研究基金會
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/24;H01M6/04
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 陳萬青;李雪

1.一種堿性電池，包括：

陽極；

陰極；

布置在該陽極與該陰極之間的隔膜，其中該隔膜包括至少一個離子選擇性層；以及

與該陽極、該陰極和該隔膜處于流體連通的電解質。

2.如權利要求1所述的堿性電池，其中，該離子選擇性層包含石墨烯、氧化石墨烯、還原的氧化石墨烯、官能化石墨烯、或其組合中的至少一種。

3.如權利要求1所述的堿性電池，其中，該離子選擇性層被配置成選擇性地阻擋鋅酸根離子。

4.如權利要求3所述的堿性電池，其中，該離子選擇性膜與一個或多個非選擇性隔離膜一起施加在該陽極與該陰極之間。

5.如權利要求4所述的堿性電池，其中，這些非選擇性隔離膜是由尼龍、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚(四氟乙烯)(PTFE)、聚(氯乙烯)(PVC)、聚乙烯醇、纖維素或其組合制造的非織造物或聚合物薄膜。

6.如權利要求1所述的堿性電池，其中，該陽極或該陰極中的至少一個包含離子選擇性材料。

7.一種用于生產復合離子選擇性膜的方法，該方法包括：

將聚合物分散到溶劑中以形成聚合物分散體；

將離子選擇性材料分散到該溶劑中；

將該聚合物分散體與該離子選擇性材料混合以形成混合物；以及

由該混合物形成復合離子選擇性膜。

8.如權利要求7所述的方法，其中，該聚合物是聚(乙烯醇)、聚(丙烯酸)、羧甲基纖維素、聚丙烯、聚乙烯、聚(氯乙烯)、聚(四氟乙烯)或其組合。

9.如權利要求7所述的方法，其中，該溶劑是水、有機溶劑、或其組合。

10.如權利要求7所述的方法，其中，該離子選擇性材料是石墨烯。

11.如權利要求10所述的方法，其中，該石墨烯材料是石墨烯、氧化石墨烯、還原的氧化石墨烯、官能化石墨烯、或其任何組合。

12.如權利要求7所述的方法，其中，分散該聚合物的步驟包括攪拌、超聲處理、或振動混合。

13.如權利要求7所述的方法，其中，分散該官能化石墨烯材料的步驟包括攪拌、超聲處理、或振動混合。

14.如權利要求7所述的方法，其中，該聚合物分散體含有1％至99％的該聚合物。

15.如權利要求7所述的方法，其中，該官能化石墨烯分散體含有0.1％至10％的官能化石墨烯。

16.如權利要求7所述的方法，其中，該復合離子選擇性膜通過以下方式形成：真空輔助過濾、壓力輔助過濾、采用空氣干燥或真空干燥的溶液流延、旋涂、或在空氣-液體界面處形成該膜。

17.如權利要求7所述的方法，其中，該復合離子選擇性膜具有在0.001:1至1000:1之間的聚合物與官能化石墨烯材料的重量比率。

18.如權利要求7所述的方法，其中，該復合離子選擇性膜具有在從1nm至1mm的范圍內的厚度。

19.如權利要求7所述的方法，其中，該復合離子選擇性膜具有以下結構：(1)該官能化石墨烯材料均勻地分散在該聚合物的聚合物基質中，或(2)一個層壓在另一個之上的石墨烯單層，其間有或沒有聚合物鏈。

20.如權利要求7所述的方法，其中，將該復合離子選擇性膜涂覆有一個或多個聚合物層。