[其他]一種使用液體或溶劑來(lái)制造改進(jìn)的固體聚合物電解質(zhì)電極的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108928
• 申請(qǐng)日: 1986-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86108928A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·M·麥克英蒂里;威廉姆·P·卡爾;杰弗里·D·伯德維爾;布魯斯·R·史密斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陶氏化學(xué)公司
• 主分類號(hào): C25B11/08
• 分類號(hào): C25B11/08;C25B11/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 周中琦

本發(fā)明提出了一種固體聚合物電解質(zhì)（SPE）結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使集電板與用于SPE電解池的嵌入式電極或結(jié)合式電極之間的電阻減到最小程度。

固體聚合物電解質(zhì)（SPE）電解池屬于這樣的一類電解池，其中一個(gè)電極或兩個(gè)電極都結(jié)合于或嵌入到聚合物離子交換膜中。這類電解池在現(xiàn)有技術(shù)中是頗為熟悉的，而且在下列美國(guó)專利中作了詳細(xì)討論：授予Darlington等人的4，315，805（1982年2月16日）;授予Darlington等人的4，364，815（1982年12月12日）;授予Lawrence等人的4，272，353（1981年6月9日）;以及授予Korach等人的4，394，229（1983年7月13日）。

在SPE電解池中，集電板壓在電極上并與之接觸，構(gòu)成電源電流流到電極的通路。集電板是一種導(dǎo)電性透水基體，它可以采取各種形狀、尺寸及類型，包括金屬網(wǎng)、沖孔金屬板、多孔拉制金屬網(wǎng)及類似物。下列美國(guó)專利敘述了一些常用類型的集電板：授予Korach的4，299，674（1981年11月10日）;授予de????Nora等人的4，468，311（1984年8月28日）以及授予Mac-Leod的4，215，183（1980年7月29日）。

SPE電解池通常都由于嵌入式或結(jié)合式電極和壓在電極上的集電極之間的電阻大而存在一些主要問(wèn)題。很多專業(yè)技術(shù)人員曾試圖以各種不同的方法來(lái)解決電阻大的問(wèn)題。其中某些解決方法包括使用授予de????Nora等人的美國(guó)專利4，468，311（1984年8月28日）中公開(kāi)的一種基體;或者是象授予Allen等人的美國(guó)專利4，239，396（1981年10月6日）中所述的方法那樣，把電催化劑直接敷覆到作為集電板的導(dǎo)電碳布上。

本發(fā)明特別涉及一種固體電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的制作方法，該方法包括下列步驟：

（a）配制一種由具有催化活性的導(dǎo)電顆粒和一種液體組成的懸浮液。

（b）趁碳氟化合物膜片處于熱塑狀態(tài)時(shí)，將懸浮液敷覆于該膜片的至少一個(gè)側(cè)面上，

（c）基本上完全除去所述的液體，使顆粒留在膜片上，以及

（d）至少將顆粒的一部分壓入膜片中，同時(shí)作為選擇，使這樣處理過(guò)的膜片，其表面上嵌有顆粒的那個(gè)側(cè)面與一種導(dǎo)電性透水基體相接觸。

附圖示出本發(fā)明的SPE結(jié)構(gòu)，并示明了膜片120，許多的導(dǎo)電顆粒110以及導(dǎo)電性透水基體130。

由于膜片、導(dǎo)電顆粒和導(dǎo)電性透水基體（用作集電板并與電源相連）之間緊密接觸，電能傳送的阻力被減少到最小的程度。因而該種電解池比使用現(xiàn)有技術(shù)的SPE結(jié)構(gòu)的電解池工作效率要高。

本發(fā)明的SPE結(jié)構(gòu)包括了一些實(shí)施方案，其中導(dǎo)電顆粒結(jié)合于或嵌入到膜片的一個(gè)側(cè)面或同時(shí)兩個(gè)側(cè)面上。

附圖示出了SPE結(jié)構(gòu)100，它由一種膜片120組成，膜片上嵌有許多導(dǎo)電顆粒110。

顆粒以物理或電學(xué)方式與導(dǎo)電的透水基體130相接觸，該基體也嵌入膜片120之中。

膜片把陽(yáng)極室同陰極室分隔開(kāi)來(lái)并限制陰、陽(yáng)極兩室之間所通過(guò)的液體及/或離子的種類和數(shù)量。膜片也可為單層膜或多層復(fù)合膜。

膜片可用碳氟化合物類材料或碳?xì)浠衔镱惒牧现圃?。這些膜片材料在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。但是，一般優(yōu)先采用碳氟化合物材料，這是由于它們具有化學(xué)穩(wěn)定性的緣故。

下列美國(guó)專利中所述的非離子（熱塑）狀態(tài)的全氟化聚合物適用于本發(fā)明：3，282，875;3，909，378;4，025，405;4，065，366;4，116，888;4，123，336;4，126，588;4，151，052;4，176，215;4，178，218;4，192，725;4，209，635;4，212，713;4，251，333;4，270，996;4，329，435;4，330，654;4，337，137;4，337，221;4，340，680;4，357，218;4，358，412;4，358，545;4，417，969;4，462，877;4，470，889;4，478，695;以及已出版的歐洲專利申請(qǐng)0，027，009。這些聚合物的當(dāng)量一般在500-2000的范圍之內(nèi)。

為使導(dǎo)電顆粒嵌入碳氟化合物膜中去，最好使碳氟化合物處于熱塑狀態(tài)。并要在制造時(shí)以及在變成離子交換狀態(tài)之前使其處于熱塑狀態(tài)。在熱塑狀態(tài)下意味著，舉例來(lái)說(shuō)，膜片具有SO₂X側(cè)基，而不具有離子結(jié)合的SO₃Na或SO₃H的側(cè)基，其中X為-F、-CO₂、-CH₃或季胺。