[发明专利]氧化还原液流二次电池和氧化还原液流二次电池用电解质膜

权利要求书

1.一种氧化还原液流二次电池，其具有电解槽，

所述电解槽包括：

正极单元室，其包含由碳电极构成的正极；

负极单元室，其包含由碳电极构成的负极；和

作为隔膜的电解质膜，其隔离分离所述正极单元室与所述负极单元室，

所述正极单元室含有包含正极活性物质的正极电解液，所述负极单元室含有包含负极活性物质的负极电解液，

所述氧化还原液流二次电池基于所述电解液中的正极活性物质和所述负极活性物质的价数变化而进行充放电，

所述电解质膜包含离子交换树脂组合物，该离子交换树脂组合物含有具有下式(1)表示的结构的氟系高分子电解质聚合物，

所述电解质膜的通过在25℃水中的小角X射线法测定得到的离子簇径为1.00nm～2.95nm，

-[CF₂-CX¹X²]_a-[CF₂-CF((-O-CF₂-CF(CF₂X³))_b-O_c-(CFR¹)_d-(CFR²)_e-(CF₂)_f-X⁴)]_g-  (1)

式(1)中，X¹、X²和X³各自独立地表示选自由卤原子和碳原子数为1～3的全氟烷基组成的组中的1种以上；X⁴表示COOZ、SO₃Z、PO₃Z₂或PO₃HZ；Z表示氢原子、碱金属原子、碱土金属原子或者胺类，该胺类为NH₄、NH₃R₁、NH₂R₁R₂、NHR₁R₂R₃、NR₁R₂R₃R₄；R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地表示选自由烷基和芳烃基组成的组中的任意1种以上；此处，在X⁴为PO₃Z₂的情况下，Z可以相同也可以不同；R¹和R²各自独立地表示选自由卤原子、碳原子数为1～10的全氟烷基和氟氯烷基组成的组中的1种以上；a和g表示满足0≦a<1、0<g≦1、a+g＝1的数；b表示0～8的整数；c表示0或1；d、e和f各自独立地表示0～6的整数，其中d、e和f不同时为0。

2.如权利要求1所述的氧化还原液流二次电池，其中，作为所述正极电解液和负极电解液，使用包含钒的硫酸电解液。

3.如权利要求1或2所述的氧化还原液流二次电池，其中，所述氟系高分子电解质聚合物为具有下式(2)表示的结构的全氟碳磺酸树脂，

-[CF₂-CF₂]_a-[CF₂-CF((-O-(CF₂)_m-SO₃H)]_g-   (2)

式(2)中，a和g表示满足0≦a<1、0<g≦1、a+g＝1的数，m表示1～6的整数。

4.如权利要求1～3的任一项所述的氧化还原液流二次电池，其中，所述氟系高分子电解质聚合物的当量质量EW为300g/eq～1300g/eq，所述电解质膜的平衡含水率为5质量％～80质量％，所述当量质量EW为相对于每1当量离子交换基团的干燥质量克数。

5.如权利要求1～4的任一项所述的氧化还原液流二次电池，其中，所述离子交换树脂组合物相对于所述氟系高分子电解质聚合物100质量份包含0.1质量份～200质量份的聚唑系化合物。