[发明专利]用于选择性传输阳离子通过薄膜的电解液分离薄膜及用于制造薄膜的工艺

权利要求书

1.一种用于分离电解液的薄膜，包括：支撑件(21)，所述支撑件由多孔且可渗透的材料构成，通过层的添加制造以及粉末聚合物的选择性激光烧结获得所述支撑件；以及活性层(22)，所述活性层由能够引起嵌入反应和脱嵌反应的材料制成，以选择性传输阳离子通过所述薄膜(2)，所述活性层(22)沉积在所述支撑件(21)上并且被密封，通过将活性层置于水溶液中超过6个小时的时间而没有检测到所述溶液从所述活性层的一侧到另一侧的传输，而评价所述密封，所述薄膜用作所述水溶液的容器，其特征在于，所述支撑件(21)用热塑性合成材料制成并且具有大于0.8mm的厚度。

2.根据权利要求1所述的薄膜，其中，所述支撑件(21)的孔隙度包含在体积分数的20％与60％之间。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜，其中，所述合成材料选自包括聚酰胺、酰胺共聚物、聚乙酸酯、聚乙烯以及聚醚醚酮的组。

4.根据权利要求1或2所述的薄膜，其中，所述活性层(22)的材料是金属硫族化物。

5.根据权利要求4所述的薄膜，其中，所述金属硫族化物是具有钼簇的硫族化物Mo_nX_n+2或M_xMo_nX_n+2，其中，M是金属，并且X是选自由S、Se以及Te构成的组中的硫族元素。

6.根据权利要求1或2所述的薄膜，其中，所述活性层(22)的材料是锂化合物以及金属的氧化物、磷酸盐或氟化物或这些形式的组合的化合物，所述金属选自包括镍、钴、铁、锰、钒以及钛的组。

7.根据权利要求1或2所述的薄膜，其中，所述活性层(22)的材料是锂化合物以及钨的氧化物、磷酸盐或氟化物或这些形式的组合的化合物。

8.根据权利要求1或2所述的薄膜，其中，所述活性层具有大于50μm的厚度。

9.一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的薄膜的方法，根据所述方法来制备溶液，所述溶液包括：活性材料，所述活性材料为粉末且能够引起嵌入反应和脱嵌反应，用于选择性传输阳离子通过所述薄膜(2)；粘合剂；以及溶剂，并且然后，用所述溶液涂覆多孔材料制成的支撑件(21)的表面，通过层的添加制造以及粉末聚合物的选择性激光烧结获得所述支撑件，并且使所述溶剂蒸发，以便在所述支撑件上形成密封的活性层(22)，通过将活性层置于水溶液中超过6个小时的时间而没有检测到所述溶液从所述活性层的一侧到另一侧的传输，而评价所述密封，所述薄膜用作所述水溶液的容器，其特征在于，所述支撑件(21)用热塑性合成材料制成并且具有大于0.8mm的厚度。

10.根据权利要求9所述的方法，根据所述方法，所述粉末聚合物具有包含在1μm与120μm之间的颗粒尺寸。

11.根据权利要求10所述的方法，根据所述方法，所述粉末聚合物具有包含在10μm与80μm之间的颗粒尺寸。

12.根据权利要求11所述的方法，根据所述方法，所述粉末聚合物具有包含在40μm与75μm之间的颗粒尺寸。

13.一种用于通过电化学传输选择性提取阳离子的方法，根据所述方法，第一电解液(E1)和第二电解液(E2)由分离薄膜分开，所述第一电解液包含阳离子，其特征在于，根据权利要求1至8中任一项所述的薄膜(2)用作所述电解液的分离薄膜，所述薄膜包括热塑性合成材料制成的厚度大于0.8mm的支撑件(21)，密封的活性层(22)沉积在所述支撑件上，并且通过在所述第一电解液(E1)内的阳极(A1)与所述第二电解液(E2)内的阴极(C2)之间或者在所述第一电解液(E1)内的阳极(A1)与所述薄膜(2)之间产生电位差(ΔE)，而确保阳离子通过所述薄膜(2)的传输，以便促使所述阳离子在所述第一电解液(E1)的侧部上嵌入所述薄膜的活性层(22)内，以及促使所述阳离子在所述活性层(22)内的扩散，然后，促使所述阳离子在所述第二电解液(E2)内的脱嵌。