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公開番号2025007439
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108830
出願日2023-06-30
発明の名称レドックスフロー電池用隔膜、および、その製造方法
出願人ニダイキ株式会社,個人
代理人個人,個人
主分類H01M 8/18 20060101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】プロトン伝導性、選択透過性が良好であり、内部抵抗が低い上、活物質の透過阻止機能に優れており、かつ、ハンドリング性の良好なレドックスフロー電池用の隔膜を提供する。
【解決手段】レドックスフロー電池用の隔膜1は、ポリエステルの不織布からなるシート状の芯材Bの外側に、アクリル系吸水ポリマーからなる保護層Lpが被覆されており、その保護層Lpの外側に、硫化金属化合物を担持させた多孔質無機粒状物(珪藻土)を含有したイオン交換樹脂(ロジンおよびセラック樹脂を主成分とするもの)からなる樹脂膜Liが積層されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
レドックスフロー電池に用いられる隔膜であって、
シート状の芯材の外側に、硫化金属化合物を担持させた多孔質無機粒状物を含有したイオン交換樹脂からなる樹脂膜が積層されていることを特徴とするレドックスフロー電池用隔膜。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記イオン交換樹脂が、ロジンあるいはその変性物、セラック樹脂、ビスコース、セルロースの内の少なくとも一種を含有したものであることを特徴とする請求項１に記載のレドックスフロー電池用隔膜。
【請求項３】
前記シート状の芯材に、アクリル系の吸水ポリマーを主成分とする保護層が被覆されており、その保護層の上に、前記樹脂膜が積層されていることを特徴とする請求項１に記載のレドックスフロー電池用隔膜。
【請求項４】
前記保護層と前記樹脂膜との間に、疎水性あるいは耐水性の合成樹脂からなる中間皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレドックスフロー電池用隔膜。
【請求項５】
前記イオン交換樹脂中に、界面活性剤が添加されていることを特徴とする請求項１に記載のレドックスフロー電池用隔膜。
【請求項６】
レドックスフロー電池用の隔膜の製造方法であって、
シート状の芯材に保護層を被覆させる工程と、
保護層を被覆させたシート状の芯材に、硫化金属化合物を担持させた多孔質無機粒状物を含有したイオン交換樹脂を付着させる工程とを有することを特徴とするレドックスフロー電池用隔膜の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レドックスフロー電池に用いられる隔膜、および、その製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
大容量の蓄電池として、レドックスフロー電池が知られている。レドックスフロー電池は、正極と正極活物質（バナジウムＶ
４＋
等）を含む正極電解液（正極セル）と、負極と負極活物質（バナジウムＶ
３＋
等）を含む負極電解液（負極セル）とを、隔膜で隔離した構造をしており、正負両活物質の酸化還元反応を利用して充放電を行うように構成されている。かかるレドックスフロー電池は、正負両極の活物質を含む電解液を、備蓄タンクから電解槽に流通させることにより大容量化することができるため、大型化にも適している。
【０００３】
かかるレドックスフロー電池の隔膜には、両極の活物質を含む電解液を混ざらないようにすること（電解液に含まれる活物質を透過させないこと）、酸化されにくいことや電気抵抗が低いことが要求される一方、電荷を運ぶプロトンの透過性が良好であることが要求される。そのため、レドックスフロー電池用の隔膜としては、特許文献１の如く、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる多孔膜、ポリオレフィン（ＰＯ）系樹脂からなる多孔膜やＰＯ系樹脂の不織布等、特許文献２の如く、多孔質構造を形成したＰＴＦＥからなる多孔質膜に、陰イオン交換基を有する架橋重合体を複合化したもの、特許文献３の如く、炭化水素系イオン交換樹脂としてポリスルホン系の樹脂からなるもの等が考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－１５８３８３号公報
特開昭６２－２２６５８０号公報
特開平６－１８８００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の如きＰＴＦＥの多孔膜からなる隔膜や、特許文献２の如きＰＴＦＥの多孔質膜に陰イオン交換基を有する架橋重合体を複合化した隔膜は、プロトン透過性が低く、内部抵抗が高い上、活物質の透過阻止機能（電解液の漏洩防止機能）が不十分であり、電流効率が悪い、という不具合がある。一方、特許文献３の如きポリスルホン系の樹脂からなる隔膜は、強度が不十分であるため、電解液中で繰り返し使用すると、膨潤や収縮等の要因で性能が劣化してしまう虞がある。加えて、特許文献３の如きポリスルホン系の樹脂からなる隔膜は、乾燥すると性能が損なわれてしまうため、常時、湿った状態で保存しなれればならず、作業用プール等を利用してレドックスフロー電池へ設置しなければならないため、ハンドリング性が悪かった。
【０００６】
本発明の目的は、上記した従来のレドックスフロー電池用の隔膜が有する問題点を解消し、プロトン伝導性、選択透過性が良好であり、内部抵抗が低い上、活物質の透過阻止機能（電解液の漏洩防止機能）に優れており、かつ、ハンドリング性の良好なレドックスフロー電池用の隔膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内、請求項１に記載された発明は、レドックスフロー電池に用いられる隔膜であって、シート状の芯材の外側に、硫化金属化合物を担持させた多孔質無機粒状物を含有したイオン交換樹脂からなる樹脂膜が積層されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記イオン交換樹脂が、ロジンあるいはその変性物、セラック樹脂、ビスコース、セルロースの内の少なくとも一種を含有したものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記シート状の芯材に、アクリル系の吸水ポリマーを主成分とする保護層が被覆されており、その保護層の上に、前記樹脂膜が積層されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記保護層と前記樹脂膜との間に、疎水性あるいは耐水性の合成樹脂からなる中間皮膜が形成されていることを特徴とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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