[发明专利]氧化还原液流电池用隔膜及其制造方法

说明书

本发明涉及一种氧化还原液流电池用隔膜及其制造方法，该氧化还原液流电池用隔膜包括：多孔性基材；以及设置在所述多孔性基材的至少一面上的离聚物涂层，所述离聚物涂层包括含有离子簇的离子导电性树脂，在25℃水中利用小角X射线散射(SAXS；Small‑angle X‑ray scattering)法测定时，所述离子簇的直径在3nmd_c6nm的范围内。

技术领域

本发明涉及一种氧化还原液流电池用隔膜及其制造方法。

背景技术

随着因采用化石燃料而导致大量的温室气体及环境污染问题的火力发电和具有设施本身的稳定性和废弃物处理的问题的原子能发电等的现有发电系统显示出多种局限性，正在大幅增加对更环保而更高效的能源开发和利用该能源的电力供应系统开发的研究。

特别是，由于电力储存技术能够使受外部条件影响较大的再生能源的利用更加多样化及更加广泛，并且能够进一步提高电力利用效率，因此越来越集中于对这种技术领域的开发，其中对二次电池的关注及研究开发正在大幅增加。

氧化还原液流电池是指能够将活性物质的化学能直接转化为电能的氧化/还原电池，是能够对根据太阳光、风力等外部环境而输出功率的浮动大的新再生能源进行储存并将其转换为高品质电力的能源储存系统。具体而言，在氧化还原液流电池中，包括引起氧化/还原反应的活性物质的电解液在相反电极与储存罐之间循环并进行充放电。

这种氧化还原液流电池基本上包括：储存有氧化状态各不相同的活性物质的罐；在充/放电时使活性物质循环的泵；以及由隔膜分隔的单元电池，所述单元电池包括电极、电解质及隔膜。

氧化还原液流电池的隔膜为发挥如下作用的核心材料：即，在充/放电时，通过在阳极电解液和阴极电解液中生成的离子(例如，Zn²⁺，Br^-，H⁺)的移动来产生电流流动，并且使生成的充电活性物质(例如，V²⁺，V⁵⁺，Br₂-complex)隔离。目前，在氧化还原液流电池中使用的隔膜通常使用锂电池等其他二次电池的隔膜，具有因在充电时生成的电解液中的充电活性物质(例如，V²⁺、V⁵⁺、Br₂-complex)容易渗透(crossover)而导致自放电及能量效率下降的问题。即，通常在氧化还原液流电池中使用的隔膜易受充电活性物质(例如V²⁺，V⁵⁺，Br₂-complex)的渗透影响，充电活性物质的渗透现象会引起自放电、电解液水位不均衡及能量效率下降的问题。

在美国授权专利第4190707号或韩国授权专利第1042931号中公开了用于碱性电池或二次电池的微多孔性隔膜，但没有提出现有的这种多孔性隔膜能够防止氧化还原液流电池所要求的阳极电解液与阴极电解液之间的离子的渗透的方法等。

因此，需要开发一种容易进行用于保持电化学中立性的离子移动并能够减少引起自放电的充电活性物质的渗透的隔膜。

专利文献1：美国授权专利第4190707号

专利文献2：韩国授权专利第1042931号

发明内容

本发明提供一种氧化还原液流电池用隔膜、该隔膜的制造方法及包括该隔膜的氧化还原液流电池，所述氧化还原液流电池用隔膜在多孔性基材的至少一面上具备已调节离子簇的直径的离聚物涂层，能够容易进行电解液内的离子移动。

本发明的一实施方式提供一种氧化还原液流电池用隔膜，包括：多孔性基材；以及设置在所述多孔性基材的至少一面上的离聚物涂层，

所述离聚物涂层包括含有离子簇的离子导电性树脂，在25℃水中利用小角X射线散射(SAXS；Small-angle X-ray scattering)法测定时，所述离子簇的直径在3nmd_c6nm的范围内。