[发明专利]离子交换膜填充组合物、其制法、离子交换膜和电池

权利要求书

1.氧化还原液流电池，包括：

阴极电解质；

阳极电解质；和

设置在所述阴极电解质和所述阳极电解质之间的离子交换膜，所述离子交换膜是通过包括如下的方法制备的：使用用于填充离子交换膜的组合物浸渍具有离子交换性能的多孔基材膜和使浸渍的组合物聚合，所述组合物包括：

离子传导材料；和

水溶性载体，

其中所述离子传导材料为选自离子传导单体和离子传导聚合物的至少一种化合物，

其中所述离子传导单体包括季铵盐，

其中所述季铵盐为由以下式1和2表示的化合物的至少一种化合物：

[式1]

[式2]

其中所述离子传导聚合物包括选自如下的至少一种化合物：聚(二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(二甲胺-共-表氯醇-共-乙二胺)、以及由以下式3和4表示的化合物：

[式3]

其中在式3中，x与y之比(x/y)在0.1至0.5的范围内，且由式3表示的季铵盐的重均分子量在100000至500000的范围内，

[式4]

其中在式4中，n是100至10000的整数，

其中所述水溶性载体包括水溶性单体和水溶性聚合物的至少一种，

其中所述水溶性单体包括乙烯醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、和甲基丙烯酸甲酯的至少一种，

其中所述水溶性聚合物包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)、聚乙烯醇、和聚(4-苯乙烯磺酸钠)的至少一种。

2.权利要求1的氧化还原液流电池，其中所述离子传导材料与所述水溶性载体的重量比在70:30至30:70的范围内。

3.权利要求1的氧化还原液流电池，其中所述组合物进一步包括至少一种溶剂。

4.权利要求3的氧化还原液流电池，其中所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、和四氢呋喃的至少一种。

5.权利要求4的氧化还原液流电池，其中所述溶剂的量在基于总计100重量份的所述离子传导材料和所述水溶性载体的大于0至100重量份的范围内。

6.权利要求1的氧化还原液流电池，其中所述组合物进一步包括热聚合引发剂或光聚合引发剂。

7.权利要求1的氧化还原液流电池，其中所述离子交换膜在25℃下具有1.0×10^-4S/cm至6.0×10^-4S/cm的离子电导率。

8.权利要求1的氧化还原液流电池，其中所述离子交换膜具有20至100μm的厚度。

9.权利要求1的氧化还原液流电池，其中所述离子交换膜是阴离子交换膜，和所述阴极电解质与所述阳极电解质的至少一种是有机电解质。