[发明专利]用于在碱性电池中选择性离子渗透的离子选择性膜

权利要求书

1.一种碱性电池，包括：

阳极；

阴极；

布置在该阳极与该阴极之间的隔膜，其中该隔膜包括至少一个离子选择性层；以及

与该阳极、该阴极和该隔膜处于流体连通的电解质。

2.如权利要求1所述的碱性电池，其中，该离子选择性层包含石墨烯、氧化石墨烯、还原的氧化石墨烯、官能化石墨烯、或其组合中的至少一种。

3.如权利要求1所述的碱性电池，其中，该离子选择性层被配置成选择性地阻挡锌酸根离子。

4.如权利要求3所述的碱性电池，其中，该离子选择性膜与一个或多个非选择性隔离膜一起施加在该阳极与该阴极之间。

5.如权利要求4所述的碱性电池，其中，这些非选择性隔离膜是由尼龙、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚(四氟乙烯)(PTFE)、聚(氯乙烯)(PVC)、聚乙烯醇、纤维素或其组合制造的非织造物或聚合物薄膜。

6.如权利要求1所述的碱性电池，其中，该阳极或该阴极中的至少一个包含离子选择性材料。

7.一种用于生产复合离子选择性膜的方法，该方法包括：

将聚合物分散到溶剂中以形成聚合物分散体；

将离子选择性材料分散到该溶剂中；

将该聚合物分散体与该离子选择性材料混合以形成混合物；以及

由该混合物形成复合离子选择性膜。

8.如权利要求7所述的方法，其中，该聚合物是聚(乙烯醇)、聚(丙烯酸)、羧甲基纤维素、聚丙烯、聚乙烯、聚(氯乙烯)、聚(四氟乙烯)或其组合。

9.如权利要求7所述的方法，其中，该溶剂是水、有机溶剂、或其组合。

10.如权利要求7所述的方法，其中，该离子选择性材料是石墨烯。

11.如权利要求10所述的方法，其中，该石墨烯材料是石墨烯、氧化石墨烯、还原的氧化石墨烯、官能化石墨烯、或其任何组合。

12.如权利要求7所述的方法，其中，分散该聚合物的步骤包括搅拌、超声处理、或振动混合。

13.如权利要求7所述的方法，其中，分散该官能化石墨烯材料的步骤包括搅拌、超声处理、或振动混合。

14.如权利要求7所述的方法，其中，该聚合物分散体含有1％至99％的该聚合物。

15.如权利要求7所述的方法，其中，该官能化石墨烯分散体含有0.1％至10％的官能化石墨烯。

16.如权利要求7所述的方法，其中，该复合离子选择性膜通过以下方式形成：真空辅助过滤、压力辅助过滤、采用空气干燥或真空干燥的溶液流延、旋涂、或在空气-液体界面处形成该膜。

17.如权利要求7所述的方法，其中，该复合离子选择性膜具有在0.001:1至1000:1之间的聚合物与官能化石墨烯材料的重量比率。

18.如权利要求7所述的方法，其中，该复合离子选择性膜具有在从1nm至1mm的范围内的厚度。

19.如权利要求7所述的方法，其中，该复合离子选择性膜具有以下结构：(1)该官能化石墨烯材料均匀地分散在该聚合物的聚合物基质中，或(2)一个层压在另一个之上的石墨烯单层，其间有或没有聚合物链。

20.如权利要求7所述的方法，其中，将该复合离子选择性膜涂覆有一个或多个聚合物层。