[发明专利]膜组件、电极组件、膜电极组件以及由这些组件制成的电化学电池和液流蓄电池

说明书

本公开涉及膜组件、电极组件和膜电极组件以及由这些组件制成的电化学电池和液流蓄电池。本公开还提供了制备所述膜组件、所述电极组件和所述膜电极组件的方法。所述膜组件包括离子可渗透膜和至少一个输送保护层。所述电极组件包括多孔电极和输送保护层。所述膜电极组件包括离子可渗透膜、至少一个输送保护层和至少一个多孔电极。所述输送保护层包括包含纤维的织造非导电基底和非织造非导电基底中的至少一种，和离子树脂，所述离子树脂涂覆所述织造非导电基底和所述非织造非导电基底中的所述至少一种的所述纤维表面的至少一部分。

技术领域

本发明整体涉及可用于制造电化学电池和蓄电池的组件。具体地讲，本发明涉及膜组件、电极组件和膜电极组件；以及由这些组件制成的电化学电池和液流蓄电池。本公开还提供了制备所述膜组件、电极组件和膜电极组件的方法。

背景技术

本领域已公开可用于形成电化学电池和氧化还原液流蓄电池的各种部件。这些部件在例如美国专利No.5,648,184、No.8,518,572和No.8,882,057中有所描述。

发明内容

在一个实施方案中，本公开提供了用于液流蓄电池的膜组件，该膜组件包括：

离子可渗透膜，其具有第一表面和相反的第二表面；

第一输送保护层，其具有第一表面和相反的第二表面，第一表面和第二表面之间为流体连通的，并且体积孔隙率和开口面积孔隙率中的至少一者为介于约0.50和约0.98之间，其中离子可渗透膜的第一表面与第一输送保护层的第一表面接触，并且第一输送保护层包括包含纤维的织造非导电基底和非织造非导电基底中的至少一种；和离子树脂，其涂覆织造基底和非织造基底中的至少一种的纤维表面的至少一部分。任选地，满足下述条件中的至少一个：(i)第一输送保护层的厚度可为介于约50微米和130微米之间，以及(ii)第一输送保护层在5kPa下的透水率可为大于或等于约100ml/(cm²min)。

在另一个实施方案中，本公开提供了用于液流蓄电池的膜组件，该膜组件包括：

离子可渗透膜，其具有第一表面和相反的第二表面；以及

第一输送保护层，其具有第一表面和相反的第二表面，第一表面和第二表面之间为流体连通的，并且体积孔隙率和开口面积孔隙率中的至少一者为介于约0.50和约0.98之间；其中离子可渗透膜的第一表面与第一输送保护层的第一表面接触；并且第一输送保护层包括包含纤维的织造非导电基底和非织造非导电基底中的至少一种；和离子树脂，其涂覆织造基底和非织造基底中的至少一种的纤维表面的至少一部分；以及

第二输送保护层，其具有第一表面和相反的第二表面，第一表面和第二表面之间为流体连通的，并且体积孔隙率和开口面积孔隙率中的至少一者为介于约0.50和约0.98之间，其中离子可渗透膜的第二表面与第二输送保护层的第一表面接触，并且第二输送保护层包括包含纤维的织造非导电基底和非织造非导电基底中的至少一种；和离子树脂，其涂覆织造基底和非织造基底中的至少一种的纤维表面的至少一部分。任选地，满足下述条件中的至少一个：(i)第一输送保护层和/或第二输送保护层的厚度可为介于约50微米和130微米之间，以及(ii)第一输送保护层和/或第二输送保护层在5kPa下的透水率可为大于或等于约100ml/(cm²min)。

在另一个实施方案中，本公开提供了用于液流蓄电池的电极组件，该电极组件包括：

多孔电极，其具有第一表面和相反的第二表面且包含

碳纤维；