[发明专利]用于氧化还原电池和电池组的改进的全氟化膜和改进的电解液

权利要求书

1.一种氧化还原电池，其具有正半电池、负半电池、正半电池溶液和负半电池溶液，还包括：

一种全氟化离子传导膜，所述全氟化离子传导膜被布置在所述正半电池和所述负半电池之间，并且与所述正半电池溶液和所述负半电池溶液接触的，其中所述膜为流延阳离子交换膜。

2.根据权利要求1的氧化还原电池，其中：

所述正半电池溶液包含选自由H₂SO₄、HBr和HBr/HCl混合物组成的组中的第一支持电解质，以及至少一种选自钒(III)、钒(IV)、钒(V)中的钒离子；

所述负半电池溶液包含选自由H₂SO₄、HBr和HBr/HCl混合物组成的组中的第二支持电解质，以及至少一种选自钒(II)、钒(III)和钒(IV)中的钒离子。

3.根据权利要求2的氧化还原电池，其中所述第一支持电解质和所述第二支持电解质基本上相同。

4.根据权利要求2的氧化还原电池，其中在所述正半电池溶液和所述负半电池溶液中的所述钒(III)离子和所述钒(IV)离子为基本上1∶1的V(III)∶V(IV)摩尔比，并且其中所述负半电池溶液的体积相对于所述正半电池溶液的体积的比率基本上为1∶1。

5.根据权利要求2的氧化还原电池，其中所述氧化还原电池基本上处于零电荷状态；其中所述正半电池溶液中的钒离子基本上为钒(IV)；并且其中在所述负半电池溶液中的钒离子基本上为钒(III)。

6.根据权利要求2的氧化还原电池，所述氧化还原电池是完全充电的，其具有正半电池、负半电池，并且进一步包括：

正半电池溶液，所述正半电池溶液包含选自V(V)离子、Br₃^-离子和Br₂Cl^-离子中的至少一种离子；

负半电池溶液，其中所述钒离子基本上为钒(II)离子，并且其中所述膜选自包含流延全氟化膜和改性树脂挤出膜的组中。

7.根据权利要求2的氧化还原电池，所述氧化还原电池是部分充电的，其中所述正半电池溶液包含：

至少一种选自由V(IV)、V(V)、Br₃^-和Br₂Cl^-组成的组中的离子，并且其中在所述负半电池溶液中的钒离子基本上为V(II)和V(III)。

8.根据权利要求1至7中任一项的氧化还原电池，其中所述流延全氟化阳离子交换膜包括选自PTFE、全氟磺酸和全氟磺酸/PTFE共聚物中的聚合物。

9.根据权利要求8的氧化还原电池，其中所述全氟化阳离子交换膜在酸形式时包括选自PTFE、全氟磺酸和全氟磺酸/PTFE共聚物中的聚合物。

10.根据权利要求1至9中任一项的氧化还原电池，其中所述流延全氟化膜具有的厚度在0.5和5密耳之间；酸容量在0.5和2mmol/g之间；在25℃的电导率在0.01和1S/cm之间；在100℃达1小时的吸水在30％和70％之间；拉伸强度在20和60MPa之间；和，熔点在180至240℃范围内。

11.根据权利要求10的氧化还原电池，其中所述全氟化膜是通过由树脂溶液流延而制备的，所述树脂选自如下的树脂中：具有的当量重量(EW)是每当量SO₃^-为在800和1100克树脂之间的树脂；具有的当量重量(EW)是每当量SO₃^-为基本上1032克树脂的树脂；具有的离子交换容量(1/EW)是每克树脂为在1.25和0.91毫当量的SO₃^-之间的树脂，其中在使用中，所述毫当量典型地是每克树脂为0.97毫当量的SO₃^-。

12.根据权利要求10的氧化还原电池，其中向所述膜中加入微粒，以增加所述膜的吸水和电导率，以及减少线性膨胀。

13.根据权利要求11和12的氧化还原电池，其中将所述膜在用于所述氧化还原电池之前进行处理。