OBJECTIVE: To provide an ion exchange membrane capable of achieving high proton transport capacity and high ion permeability selectivity, a membrane electrode assembly comprising the ion exchange membrane and a redox flow battery pack comprising the membrane electrode assembly. Solution: An aspect of the disclosure provides an ion exchange membrane for redox flow battery packs comprising ionically conductive polymers and nonwoven fabrics in which nonwovens are disposed in ionically conductive polymers. Another aspect of the present disclosure provides a membrane electrode assembly comprising a positive electrode, a negative electrode and an ion exchange membrane for redox flow battery pack, in which the ion exchange membrane for redox flow battery pack is located between the positive electrode and the negative electrode. Another aspect of the present disclosure provides redox flow battery packs including membrane electrode assemblies of the present disclosure. Another aspect of the present disclosure provides a method for producing ion exchange membranes for redox flow battery packs.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子交换膜以及生产离子交换膜的方法、膜电极组件和氧化还原液流电池组
本公开涉及离子交换膜以及用于生产离子交换膜的方法、膜电极组件和氧化还原液流电池组。
技术介绍
一般来讲,氧化还原液流电池组包括含有正电解质溶液和正极的正电池、含有负电解质溶液和负极的负电池,以及被布置成分离正电池和负电池的离子交换膜。将正电解质溶液和负电解质溶液从相应的槽供应到正电池和负电池中的每一者,并且在已进行氧化反应(在正电池中)和还原反应(在负电池中)之后循环回到相应的槽。在氧化还原液流电池组中,正电解质溶液和负电解质溶液可包含相同种类的金属离子。例如,在钒型氧化还原液流电池组中,使用正电解质溶液与负电解质溶液的组合,其中正电解质溶液为含有四价和五价钒的硫酸盐溶液,并且负电解质溶液为含有二价和三价钒的硫酸盐溶液。在充电期间,四价钒在正极处被氧化为五价钒,并且三价钒在负极处被还原为二价钒。在放电期间,发生与以上反应相反的反应。需要离子交换膜,以允许质子从正电池渗透到负电池,同时分离正电解质溶液和负电解质溶液。另一方面,期望离子交换膜基本上不允许电解质溶液中的金属离子渗透通过。然而,上述金属离子渗透(即“跨越”)在常规离子交换膜中可以变得有问题。特别地,钒离子渗透的问题在上述钒型氧化还原液流电池组中是显著的。金属离子通过离子交换膜的渗透导致电流效率(即实际可获得的电功率与存储的电功率的比率)下降。专利文档1描述包括电解槽的氧化还原液流可再充电电池组,该可再充电电池组包括:正电池隔室,该正电池隔室包括正极,该正极包括碳电极;负电池隔室,该负电池隔室包括负极,该负极包括碳电极;和电解质膜, ...
【技术保护点】
1.一种用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,所述离子交换膜包含离子导电聚合物和非织造织物,其中所述非织造织物设置在所述离子导电聚合物中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.17 JP 2016-1209441.一种用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,所述离子交换膜包含离子导电聚合物和非织造织物,其中所述非织造织物设置在所述离子导电聚合物中。2.根据权利要求1所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述非织造织物具有小于3g/m2的基重。3.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述非织造织物具有小于5微米的厚度。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述非织造织物具有小于4微米的厚度。5.根据权利要求1至2中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述用于氧化还原液流电池组的离子交换膜具有10μm或更大的厚度。6.根据权利要求1至2中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述非织造织物具有0.5μm至4.5μm的厚度。7.根据权利要求1至2中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述非织造织物具有1μm至4μm的厚度。8.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述离子导电聚合物包含具有选自以下的结构的侧基:—OCF2CF2CF2CF2SO3Y、—OCF2CF(CF3)OCF2CF2SO3Y,并且其中Y为质子或阳离子。9.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述非织造织物包含非离子导电聚合物。10.根据权利要求9所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜,其中所述非离子导电聚合物包括PVDF、PE...
【专利技术属性】
技术研发人员:野田一树,弘重裕司,
申请(专利权)人:三M创新有限公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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