[发明专利]离子交换膜以及生产离子交换膜的方法、膜电极组件和氧化还原液流电池组

权利要求书

1.一种用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，所述离子交换膜包含离子导电聚合物和非织造织物，其中所述非织造织物设置在所述离子导电聚合物中。

2.根据权利要求1所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非织造织物具有小于3g/m²的基重。

3.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非织造织物具有小于5微米的厚度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非织造织物具有小于4微米的厚度。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述用于氧化还原液流电池组的离子交换膜具有10μm或更大的厚度。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非织造织物具有0.5μm至4.5μm的厚度。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非织造织物具有1μm至4μm的厚度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述离子导电聚合物包含具有选自以下的结构的侧基：

—OCF₂CF₂CF₂CF₂SO₃Y、

—OCF₂CF(CF₃)OCF₂CF₂SO₃Y，并且

其中Y为质子或阳离子。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非织造织物包含非离子导电聚合物。

10.根据权利要求9所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非离子导电聚合物包括PVDF、PES、PEI、PBI、PPO、PEEK、PPES、PEK、以及它们的共混物中的至少一种。

11.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非织造织物不暴露在所述离子交换膜的表面处。

12.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述非织造织物的平均厚度小于所述离子交换膜的平均厚度的20％。

13.根据前述权利要求中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中平均纤维直径不大于300微米。

14.一种膜电极组件，所述膜电极组件包括正极、负极和权利要求1至13中任一项所述的用于氧化还原液流电池组的离子交换膜，其中所述用于氧化还原液流电池组的离子交换膜设置在所述正极和所述负极之间。

15.一种氧化还原液流电池组，所述氧化还原液流电池组包括权利要求14所述的膜电极组件，其中所述氧化还原液流电池组包括含有正电解质溶液和正极的正电池、含有负电解质溶液和负极的负电池，并且所述离子交换膜分离所述正电池和所述负电池。

16.一种用于生产用于氧化还原液流电池组的离子交换膜的方法，所述方法包括：

制备多层构件，所述多层构件包括第一离子导电聚合物、第二离子导电聚合物和包括非离子导电聚合物的非织造织物，其中所述非织造织物设置在所述第一离子导电聚合物和所述第二离子导电聚合物之间；以及

通过使所述多层构件经受以下来形成离子交换膜

(i)高于所述第一离子导电聚合物的玻璃化转变温度的温度，

(ii)高于所述第二离子导电聚合物的玻璃化转变温度的温度，或

(iii)高于所述第一离子导电聚合物的玻璃化转变温度和所述第二离子导电聚合物的玻璃化转变温度两者的温度。