膜电极组件以及由其制备的电化学电池和液流电池制造技术

本公开涉及膜电极组件以及由其制备的电化学电池和液流电池组。所述膜电极组件包括第一多孔电极；离子可渗透膜，所述离子可渗透膜具有第一主表面和相对的第二主表面；第一不连续输送保护层，所述第一不连续输送保护层设置在所述第一多孔电极与所述离子可渗透膜的所述第一主表面之间；和第一粘合剂层，所述第一粘合剂层与所述第一多孔电极以及与所述第一不连续输送保护层和所述离子可渗透膜中的至少一个接触。所述第一粘合剂层沿所述膜电极组件的周边设置。在不存在所述第一粘合剂层的情况下，所述第一多孔电极和第一不连续输送保护层不是整体结构，并且所述膜电极组件为整体结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】膜电极组件以及由其制备的电化学电池和液流电池
本专利技术整体涉及可用于制造电化学电池和蓄电池的组件。具体地，本专利技术涉及膜电极组件以及由其制备的电化学电池和液流电池组。本公开还提供了制备电极组件和膜电极组件的方法。
技术介绍
本领域已公开可用于形成电化学电池和氧化还原液流电池的各种部件。这些部件在例如美国专利5,648,184、8,518,572和8,882,057中有所描述。
技术实现思路
在一个实施方案中，本公开提供膜电极组件，所述膜电极组件包括：第一多孔电极；离子可渗透膜，所述离子可渗透膜具有第一主表面和相对的第二主表面；第一不连续输送保护层，所述第一不连续输送保护层设置在所述第一多孔电极与所述离子可渗透膜的所述第一主表面之间；和第一粘合剂层，所述第一粘合剂层与所述第一多孔电极以及与所述第一不连续输送保护层和所述离子可渗透膜中的至少一个接触，其中所述第一粘合剂层沿所述膜电极组件的周边设置，其中在不存在所述第一粘合剂层的情况下，所述第一多孔电极和所述第一不连续输送保护层不是整体结构，并且其中所述膜电极组件为整体结构。在另一个实施方案中，所述膜电极组件还包括第二粘合剂层，所述第二粘合剂层与所述离子可渗透膜的所述第一主表面和所述第一不连续输送保护层接触，其中所述第二粘合剂层将所述第一不连续输送保护层粘附到所述离子可渗透膜，并且其中所述第二粘合剂层沿所述膜电极组件的周边设置。在另一个实施方案中，所述膜电极组件还包括第一垫圈，所述第一垫圈具有第一主表面和第二主表面，所述第一垫圈设置在所述第一不连续输送保护层和所述第一多孔电极中的至少一个与所述离子可渗透膜之间，其中所述第一垫圈沿所述膜电极组件的所述周边设置并且所述第一垫圈呈环形的形状，并且任选地包括第一垫圈粘合剂层和第二粘合剂层中的至少一个，所述第一垫圈粘合剂层与所述第一垫圈的所述第一主表面和所述离子可渗透膜的所述第一主表面接触；所述第二粘合剂层与所述第一垫圈的所述第二主表面和所述第一不连续输送保护层接触。在又另一个实施方案中，所述膜电极组件还包括第二多孔电极和第二不连续输送保护层，所述第二不连续输送保护层设置在所述第二多孔电极与所述离子可渗透膜的所述第二主表面之间。在另一个实施方案中，包括第二多孔电极和第二不连续输送保护层的所述膜电极组件还包括第三粘合剂层，所述第三粘合剂层与所述第二多孔电极以及与所述第二不连续输送保护层和所述离子可渗透膜中的至少一个接触，其中所述第三粘合剂层沿所述膜电极组件的所述周边设置，其中在不存在所述第三粘合剂层的情况下，所述第二多孔电极和所述第二不连续输送保护层不是整体结构，并且其中所述膜电极组件为整体结构。在另一个实施方案中，包括第二多孔电极和第二不连续输送保护层的所述膜电极组件还包括第四粘合剂层，所述第四粘合剂层与所述离子可渗透膜的所述第二主表面和所述第二不连续输送保护层接触，其中所述第四粘合剂层将所述第二不连续输送保护层粘附到所述离子可渗透膜，并且其中所述第四粘合剂层沿所述膜电极组件的所述周边设置。在另一个实施方案中，包括第二多孔电极和第二不连续输送保护层的所述膜电极组件还包括第二垫圈，所述第二垫圈具有第一主表面和第二主表面，所述第二垫圈设置在所述离子可渗透膜与所述第二不连续输送保护层之间，其中所述第二垫圈沿所述膜电极组件的所述周边设置并且所述第二垫圈呈环形的形状，并且任选地包括第二垫圈粘合剂层和第四粘合剂层中的至少一个，所述第二垫圈粘合剂层与所述第二垫圈的所述第一主表面和所述离子可渗透膜的所述第二主表面接触，所述第四粘合剂层与所述第二垫圈的所述第二主表面和所述第二不连续输送保护层接触。在又另一个实施方案中，本公开提供膜电极组件，所述膜电极组件包括：第一多孔电极；离子可渗透膜，所述离子可渗透膜具有第一主表面和相对的第二主表面，第一不连续传输保护层，所述第一不连续传输保护层设置在所述第一多孔电极与所述离子可渗透膜之间；和第一粘合剂层，所述第一粘合剂层与所述第一多孔电极以及与所述第一不连续输送保护层和所述离子可渗透膜中的至少一个接触，其中所述第一粘合剂层为多个第一粘合剂区域，所述多个第一粘合剂区域至少设置在所述膜电极组件的内部，并且在所述膜电极组件的平面中，所述第一多个粘合区域的面积小于所述膜电极组件的投影面积的至少50％，其中在不存在所述第一粘合剂层的情况下，所述第一多孔电极和所述第一不连续输送保护层不是整体结构，并且其中所述膜电极组件为整体结构。在另一个实施方案中，本公开提供一种电化学电池，所述电化学电池包括根据本公开的膜电极组件中任一项所述的膜电极组件。在另一个实施方案中，本公开提供液流电池，所述液流电池包括根据本公开的膜电极组件中任一项所述的至少一个膜电极组件。附图说明图1A为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的通过图1B的线1A的示意性横截面侧视图。图1B为根据本公开的一个示例性实施方案的图1A的示例性膜电极组件的粘合剂层的平面中的示意性顶视图。图1C为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1D为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1E为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1F为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1G为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1H为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1I为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1J为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1K为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1L为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1M为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图1N为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的通过图1P的线1N的示意性横截面侧视图。图1P为根据本公开的一个示例性实施方案的图1N的示例性膜电极组件的粘合剂层的平面中的示意性顶视图。图2A为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的通过图2B的线2A的示意性横截面侧视图。图2B为根据本公开的一个示例性实施方案的图2A的示例性膜电极组件的粘合剂层的平面中的示意性顶视图。图2C为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图2D为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图2E为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性膜电极组件的示意性横截面侧视图。图3A为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性不连续输送保护层的示意性顶视图。图3B为根据本公开的一个示例性实施方案的图3A的示例性不连续输送保护层的通过图3A的线3B的示意性横截面侧视图。图3C为根据本公开的一个示例性实施方案的示例性不连续输送保护层的示意性顶视图。图3D为根据本公开的一个示例性实施方案的图3C的示例性不连续输送保护层的通过图3C的线3D的示意性横截面侧视图。图3E为根据本公开的一个示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜电极组件，所述膜电极组件包括：第一多孔电极；离子可渗透膜，所述离子可渗透膜具有第一主表面和相对的第二主表面；第一不连续输送保护层，所述第一不连续输送保护层设置在所述第一多孔电极与所述离子可渗透膜的所述第一主表面之间；和第一粘合剂层，所述第一粘合剂层与所述第一多孔电极以及与所述第一不连续输送保护层和所述离子可渗透膜中的至少一个接触，其中所述第一粘合剂层沿所述膜电极组件的周边设置，其中在不存在所述第一粘合剂层的情况下，所述第一多孔电极和所述第一不连续输送保护层不是整体结构，并且其中所述膜电极组件为整体结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.11 US 62/373,6381.一种膜电极组件，所述膜电极组件包括：第一多孔电极；离子可渗透膜，所述离子可渗透膜具有第一主表面和相对的第二主表面；第一不连续输送保护层，所述第一不连续输送保护层设置在所述第一多孔电极与所述离子可渗透膜的所述第一主表面之间；和第一粘合剂层，所述第一粘合剂层与所述第一多孔电极以及与所述第一不连续输送保护层和所述离子可渗透膜中的至少一个接触，其中所述第一粘合剂层沿所述膜电极组件的周边设置，其中在不存在所述第一粘合剂层的情况下，所述第一多孔电极和所述第一不连续输送保护层不是整体结构，并且其中所述膜电极组件为整体结构。2.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述第一粘合剂层至少部分地嵌入所述第一不连续输送保护层和所述第一多孔电极中的至少一个中。3.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述第一粘合剂层将所述第一不连续输送保护层粘附到所述第一多孔电极。4.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述第一粘合剂层将所述第一不连续输送保护层和所述第一多孔电极中的至少一个粘附到所述离子可渗透膜。5.根据权利要求1所述的膜电极组件，所述膜电极组件还包括第二粘合剂层，所述第二粘合剂层与所述离子可渗透膜的所述第一主表面和所述第一不连续输送保护层接触，其中所述第二粘合剂层将所述第一不连续输送保护层粘附到所述离子可渗透膜，并且其中所述第二粘合剂层沿所述膜电极组件的所述周边设置。6.根据权利要求5所述的膜电极组件，其中所述第二粘合剂层至少部分地嵌入所述第一不连续输送保护层中。7.根据权利要求1所述的膜电极组件，所述膜电极组件还包括第一垫圈，所述第一垫圈具有第一主表面和第二主表面，所述第一垫圈设置在所述第一不连续输送保护层和所述第一多孔电极中的至少一个与所述离子可渗透膜之间，其中所述第一垫圈沿所述膜电极组件的周边设置并且所述第一垫圈呈环形的形状。8.根据权利要求7所述的膜电极组件，所述膜电极组件还包括第一垫圈粘合剂层和第二粘合剂层中的至少一个，所述第一垫圈粘合剂层与所述第一垫圈的所述第一主表面和所述离子可渗透膜的所述第一主表面接触；所述第二粘合剂层与所述第一垫圈的所述第二主表面和所述第一不连续输送保护层接触。9.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述第一粘合剂层为压敏粘合剂、热熔粘合剂和热固性粘合剂中的至少一种。10.根据权利要求1所述的膜电极组件，其中所述第一粘合剂层呈环形的形状或者是所述膜电极组件周边的相对两侧上的两条离散粘合剂线。11.根据权利要求5所述的膜电极组件，其中所述第二粘合剂层为压敏粘合剂、热熔粘合剂和热固性粘合剂中的至少一种。12.根据权利要求5所述的膜电极组件，其中所述第二粘合剂层呈环形的形状或者是所述膜电极组件周边的相对两侧上的两条离散粘合剂线。13.根据权利要求8所述的膜电极组件，其中所述第一垫圈粘合剂层包括压敏粘合剂、热熔粘合剂和热固性粘合剂中的至少一种。14.根据权利要求8所述的膜电极组件，其中所述第一垫圈粘合剂层呈环形的形状。15.根据权利要求7所述的膜电极组件，其中所述第一垫圈包括以下中的至少一种：聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、苯乙烯和基于苯乙烯的无规共聚物和嵌段共聚物、聚氯乙烯和氟化聚合物。16.根据权利要求1所述的膜电极组件，所述膜电极组件还包括：第二多孔电极；和第二不连续输送保护层，所述第二不连续输送保护层设置在所述第二多孔电极与所述离子可渗透膜的所述第二主表面之间。17.根据权利要求16所述的膜电极组件，所述膜电极组件还包括第三粘合剂层，所述第三粘合剂层与所述第二多孔电极以及与所述第二不连续输送保护层和所述离子可渗透膜中的至少一个接触，其中所述第三粘合剂层沿所述膜电极组件的所述周边设置，其中在不存在所述第三粘合剂层的情况下，所述第二多孔电极和所述第二不连续输送保护层不是整体结构，并且其中所述膜电极组件为整体结构。18.根据权利要求17所述的膜电极组件，其中所述第三粘合剂层至少部分地嵌入所述第二不连续输送保护层和所述第二多孔电极中的至少一个中。19.根据权利要求17所述的膜电极组件，其中所述第三粘合剂层将所述第二不连续输送保护层粘附到所述第二多孔电极。20.根据权利要求17所述的膜电极组件，其中所述第三粘合剂层将所述第二不连续输送保护层和所述第二多孔电极中的至少一个粘附到所述离子可渗透膜。21.根据权利要求17所述的膜电极组件，所述膜电极组件还包括第四粘合剂层，所述第四粘合剂层与所述离子可渗透膜的所述第二主表面和所述第二不连续输送保护层接触，其中所述第四粘合剂层将所述第二不连...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·T·韦伯，布兰东·A·巴特林，奥努尔·S·约里德姆，安德鲁·T·豪格，约翰·E·阿布卢，格雷戈里·M·豪根，野田一树，铃木俊介，巴拉特·R·阿查理雅，丹尼尔·M·皮尔庞特，戴维·J·米勒，埃里克·J·艾佛森，
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