[发明专利]隔膜复合体及氧化还原液流电池

说明书

本公开涉及一种隔膜复合体，隔膜复合体具有彼此面对面接触的阴离子交换膜和阳离子交换膜，阳离子交换膜和阴离子交换膜各自具有彼此以反相互锁的两个或更多个凹陷和凸起。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0119832号的优先权和权益，其公开内容以其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及一种隔膜复合体及氧化还原液流电池。更详细地，本公开涉及一种如下的隔膜复合体及包含该隔膜复合体的氧化还原液流电池：该隔膜复合体通过同时使用阳离子交换膜及阴离子交换膜而在氧化还原液流电池中应用时，能够改善耐久性，防止在阳极电解液和阴极电解液之间填充的活性物质的穿透现象，并能够通过控制阳离子/阴离子的移动而改善电池效率。

背景技术

现有的发电系统具有各种固有局限性，例如，热发电通过使用化石燃料产生大量温室气体及引起环境污染，核电厂具有设施本身的稳定性或有害物处理问题。响应于此，对更加环保及高效的能源开发及利用该能源的供电系统的开发研究大幅增加。

尤其，储电技术聚焦于如下的研究和开发活动：使得易于受外部条件影响的可再生能源得到更加广泛的应用，并增强电力使用效率，其中二次电池受到更集中的关注并且其研究开发活动正积极展开。

氧化还原液流电池是指能够将活性物质的化学能直接转换为电能的氧化/还原电池单元，它表示一种能量存储系统，适用于存储新能源和可再生能源，其实质输出根据环境条件(例如阳光和风)而发生变化，并将其转换为高质量的电源。具体地，氧化还原液流电池具有电解液，该电解液包含引起氧化/还原反应的活性物质，并且该电解液在对电极与储罐之间循环，以进行充电和放电。

这种氧化还原液流电池通常包括含有不同氧化状态的活性物质的罐、用于在充电/放电期间使活性物质循环的泵以及由隔膜划分的单位电池单元，其中该单位电池单元包括电极、电解液和隔膜。

氧化还原液流电池的隔膜是在充电/放电期间通过阳极电解液和阴极电解液之间的反应生成的离子的移动而产生电流流动的核心材料。目前，氧化还原液流电池一般使用用于诸如锂电池、铅酸电池和燃料电池的其他二次电池的多孔隔膜或离子交换膜。但这种以往的隔膜引起阳极电解液和阴极电解液之间填充的活性物质的高度穿透，降低电池能量密度，氧化稳定性不够充分，因而存在难以充分保障电池寿命的局限性。

美国专利第4190707号和韩国专利登记第1042931号公开了用于碱性电池和二次电池的微孔隔膜，但这种传统多孔隔膜没有提出氧化还原液流电池所要求的能够防止阳极电解液和阴极电解液之间离子穿透的特性或能够保障耐溴性能的方法。

【专利文献】

专利文献1：美国专利第4190707号

专利文献2：韩国专利登记第1042931号

发明内容

【技术问题】

本公开的目的是提供一种隔膜复合体，该隔膜复合体通过同时使用阳离子交换膜及阴离子交换膜而在氧化还原液流电池中应用时，能够改善耐久性，能够防止在阳极电解液和阴极电解液之间填充的活性物质的穿透现象，并能够通过控制阳离子/阴离子的移动而改善电池效率。

本公开的另一目的是提供一种包括上述隔膜复合体的氧化还原液流电池。

【技术方案】

一方面，提供如下的隔膜复合体：具有彼此面对面接触的阴离子交换膜和阳离子交换膜，阳离子交换膜和阴离子交换膜各自具有彼此以反相互锁的两个或更多个凹陷和凸起。

另一方面，提供一种包括上述隔膜复合体的氧化还原液流电池。

下面，将更详细地描述根据本公开的具体实施方式的隔膜复合体及氧化还原液流电池。