[发明专利]液流电池离子交换膜组件、其制备方法及包括其的液流电池

权利要求书

1.一种液流电池离子交换膜组件，其特征在于，包括：

多孔膜；

离子交换区涂层(41)，设置在所述多孔膜的中间区域；

密封区涂层(42)，设置在所述多孔膜除所述离子交换区涂层(41)外的区域。

2.根据权利要求1所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述多孔膜为一体化多孔膜。

3.根据权利要求1所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述多孔膜为有机多孔膜。

4.根据权利要求3所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述多孔膜为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、聚芳醚酮、或聚醚砜材质的多孔膜。

5.根据权利要求1所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述多孔膜具有上表面、下表面和多个贯穿性的孔洞，所述离子交换区涂层(41)为在所述多孔膜的中间区域的所述孔洞内、所述上表面和/或下表面涂覆离子交换树脂形成；所述密封区涂层(42)为在所述多孔膜除所述离子交换区涂层(41)外的区域的所述孔洞内、所述上表面和/或下表面涂覆密封性材料形成。

6.根据权利要求5所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂或阴离子交换树脂。

7.根据权利要求5所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述离子交换树脂含有无机纳米粒子。

8.根据权利要求7所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述无机纳米粒子包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、碳纳米管及其衍生物、或石墨烯及其衍生物。

9.根据权利要求5所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述密封性材料为密封性树脂或耐腐蚀橡胶。

10.根据权利要求1所述的液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述离子交换区涂层(41)的厚度与所述密封区涂层(42)的厚度相同或不同。

11.一种液流电池，包括液流电池离子交换膜组件，其特征在于，所述液流电池离子交换膜组件为如权利要求1至10中任一项所述的液流电池离子交换膜组件。

12.一种如权利要求1至10中任一项所述的液流电池离子交换膜组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，以多孔膜作为基体材料，在所述多孔膜的中间区域涂覆离子交换区涂层(41)；以及

S2，在所述多孔膜除所述离子交换区涂层(41)外的区域涂覆密封区涂层(42)。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述多孔膜为一体化有机多孔膜。

14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述S1具体包括：将离子交换树脂溶于所述离子交换树脂的良溶剂中形成第一聚合物溶液，将所述第一聚合物溶液涂覆到所述多孔膜的中间区域，脱除所述离子交换树脂的良溶剂，使所述离子交换树脂固化成膜。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述第一聚合物溶液中进一步含有0.01～25wt％的无机纳米离子，所述无机纳米粒子包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、碳纳米管及其衍生物、或石墨烯及其衍生物。

16.根据权利要求14或15所述的制备方法，其特征在于，所述第一聚合物溶液中进一步含有0.01～5wt％的表面活性剂。

17.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述S2具体包括：

将密封性树脂溶于所述密封性树脂的良溶剂中形成第二聚合物溶液，将所述第二聚合物溶液涂覆到所述多孔膜除所述离子交换区涂层(41)外的区域，脱除所述密封性树脂的良溶剂，使所述密封性树脂固化成膜；或

将耐腐蚀橡胶与助剂混合后进行混炼得到混炼耐腐蚀橡胶，将所述混炼耐腐蚀橡胶溶于所述混炼耐腐蚀橡胶的良溶剂中制成胶浆，将所述胶浆涂覆到所述多孔膜除所述离子交换区涂层(41)外的区域，脱除所述混炼耐腐蚀橡胶的良溶剂，使所述混炼耐腐蚀橡胶固化成膜。

18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述助剂为交联剂。

19.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，重复所述S1和/或所述S2两次或两次以上。

20.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述S1之前进一步包括对所述多孔膜的预处理步骤：采用乙醇或异丙醇对所述多孔膜进行浸泡。