复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件技术

本发明专利技术涉及一种可以增加脱盐效率、具有抗机械和化学性能更加优异的新型构造的复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件。本发明专利技术的复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，包括：a)在微多孔膜的表面形成离子交换树脂层制备复合微多孔膜的步骤；以及b)在电极片的两面形成所述步骤a)制备的所述复合微多孔膜，制备包括所述复合微多孔膜和所述电极片的第一单元体的步骤；所述步骤通过在线连续工艺在单一工艺线进行。在线连续工艺在单一工艺线进行。在线连续工艺在单一工艺线进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件


[0001]本专利技术涉及一种复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件，可以提高脱盐效率，并具有更优异的抗机械和化学性能的新型构造。

技术介绍

[0002]本专利技术人已经对具有离子交换膜层的电容式脱盐(Capacitive deionization，CDI)电极进行了广泛的研究。例如，在韩国注册专利公报第10
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1410642号(公告日2014.06.17)等专利中已经公开了在碳电极层(活性层)上涂布含有离子交换树脂粉末等的浆料来形成离子交换膜层的技术。
[0003]然而，在上述专利中，当在电极片的碳电极层上涂布上述浆料时，浆料中的粘合剂等会渗透到碳电极层的气孔使得气孔减少，从而导致脱盐离子的效率低下，并且由于在工艺过程中制备浆料时有机溶剂过量地使用，存在不环保的缺点。
[0004]另外，即使在碳电极层上形成有离子交换膜层的状态下，弯曲特性、强度等机械性质和化学性质仍然较差，存在破损或脱附等问题，并且根据需要脱盐的流体的特性，还存在寿命缩短的问题。
[0005][现有技术文献][0006][专利文献][0007](专利文献0001)韩国注册专利公报第10
‑
1410642号(公告日2014.06.17)

技术实现思路

[0008]技术问题
[0009]本专利技术是为了解决上述问题而提出的，本专利技术涉及的复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件的目的是提供一种具有高脱盐效率的新型构造的复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件。
[0010]另外，本专利技术的另一个目的是提供一种弯曲强度、抗扭性、弹性、冲击强度等机械性能和化学耐性优异的复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件。
[0011]本专利技术的又一个目的是提供一种体积较小的电容式脱盐装置，电容式脱盐电极具有较高的单位体积脱盐效率，从而由较少数量的电容式脱盐电极层叠而成。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供一种采用具有新型构造的复合电容式脱盐电极的在线(in
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line)层叠工艺的复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件，同时提供一种通过如先生产、后组装(或结合)(如批量生产后组装的方式)等不同的生产方式得到的复合电容式脱盐电极及其组件。
[0013]本专利技术的又一个目的是提供一种能够显著减少制备离子交换树脂层时使用的有机溶剂的用量且更环保的复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件。
[0014]本专利技术的另一个目的是提供一种即使采用价格低廉的微多孔膜，也能够显著提高脱盐效率，从而有利于商业化和批量化，具有良好经济性的复合电容式脱盐电极的制备方法、复合电容式脱盐电极及其组件。
[0015]课题解决方法
[0016]为解决上述问题，本专利技术的复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，包括：a)在微多孔膜的表面形成离子交换树脂层，制备复合微多孔膜的步骤；以及b)在电极片的两面形成所述步骤a)制备的所述复合微多孔膜，制备包括所述复合微多孔膜和所述电极片的第一单元体的步骤。
[0017]另外，进一步包括：c)在所述步骤b)之后进行，在间隔部(spacer)的一面形成所述第一单元体的步骤；以及d)在所述间隔部的另一面形成通过所述步骤a)和b)制备的另一个第一单元体的步骤。
[0018]根据本专利技术另一个实施例的复合电容式脱盐组件的制备方法，其特征在于，包括：a)在微多孔膜的表面形成离子交换树脂层，制备复合微多孔膜的步骤；b)在间隔部的一面形成所述步骤a)中制备的所述复合微多孔膜，形成包括所述复合微多孔膜和所述间隔部的第二单元体的步骤；以及c)在所述第二单元体的一面形成电极片的步骤。
[0019]另外，所述步骤a)中，分别在所述微多孔膜的一面和另一面制备种类彼此相同或不同的第一复合微多孔膜和第二复合微多孔膜。
[0020]另外，所述步骤b)中，在所述电极片的一面层叠并压缩所述步骤a)中制备并引入的所述复合微多孔膜，制备所述第一单元体。
[0021]另外，所述步骤b)中，在所述间隔部的一面层叠并压缩所述步骤a)中制备并引入的所述复合微多孔膜，从而制备所述第二单元体。
[0022]另外，所述步骤a)中，将由微多孔膜卷绕辊引入的微多孔膜浸渍于离子交换树脂溶解槽内的离子交换树脂溶液中，制备所述复合微多孔膜。
[0023]另外，所述电极片包括集流体和形成于所述集流体的一面或两面的碳电极层，所述复合微多孔膜层叠并压缩于所述碳电极层上。
[0024]另外，所述复合微多孔膜中，形成于所述微多孔膜两面的所述离子交换树脂层的离子交换树脂渗透至所述微多孔膜的气孔，所述微多孔膜两面的离子交换树脂层通过所述气孔相互连接。
[0025]另外，进一步包括：e)在所述步骤a)之后进行，将之前步骤中制备的制备物进行干燥的干燥步骤。
[0026]另外，所述微多孔膜为聚烯烃类、纤维素类或有机无机混合类微多孔膜。
[0027]另外，所述聚烯烃类含有选自高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、或者它们的衍生物中的两种以上。
[0028]另外，所述微多孔膜的厚度为1
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500μm，所述微多孔膜的气孔度为10
‑
95，气孔大小为0.01
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50μm，呈纤维或膜形态。
[0029]本专利技术涉及的复合电容式脱盐电极，其特征在于，包括：电极片；以及分别形成于所述电极片的两面的复合微多孔膜，所述复合微多孔膜包括：微多孔膜、以及分别形成于所述微多孔膜的两面的第一离子交换树脂层和第二离子交换树脂层。
[0030]另外，所述第一离子交换树脂层和所述第二离子交换树脂层彼此相同或不同。
[0031]另外，由所述电极片和所述复合微多孔膜构成的第一单元体多个交替层叠，所述复合电容式脱盐电极进一步包括位于所述第一单元体之间并形成有流路的间隔部。
[0032]本专利技术涉及的复合电容式脱盐组件，其特征在于，包括：形成有流路的间隔部；以及形成于所述间隔部的一面的复合微多孔膜，所述复合微多孔膜包括微多孔膜、以及分别形成于所述微多孔膜的两面的第一离子交换树脂层和第二离子交换树脂层。
[0033]专利技术效果
[0034]如上所述的本专利技术涉及的复合电容式脱盐电极及其组件具有高脱盐效率的效果，还具有弯曲强度、抗扭性、弹性、冲击强度等机械性能和化学耐性优异的效果，由于电容式脱盐电极具有较高的单位体积脱盐效率，因此可以由数量较少的电容式脱盐电极层叠而成，从而具有体积更小的效果。
[0035]此外，本专利技术涉及的电容式脱盐电极的制备方法中，能够显著减少离子交换树脂层制备时使用的有机溶剂的用量，具有更加环保的优点。并且即使使用低廉的微多孔膜也可以显著地提高脱盐效率，因此有利于商业化和批量化，经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，该方法包括：a)在微多孔膜的表面形成离子交换树脂层，制备复合微多孔膜的步骤；以及b)在电极片的两面形成所述步骤a)中制备的所述复合微多孔膜，制备包括所述复合微多孔膜和所述电极片的第一单元体的步骤。2.根据权利要求1所述的复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，该方法进一步包括：c)在所述步骤b)之后进行，在间隔部的一面形成所述第一单元体的步骤；以及d)在所述间隔部的另一面形成通过所述步骤a)和b)制备的另一个第一单元体的步骤。3.一种复合电容式脱盐组件的制备方法，其特征在于，该方法包括：a)在微多孔膜的表面形成离子交换树脂层，制备复合微多孔膜的步骤；b)在间隔部的一面形成所述步骤a)中制备的所述复合微多孔膜，形成包括所述复合微多孔膜和所述间隔部的第二单元体的步骤；以及c)在所述第二单元体的一面形成电极片的步骤。4.根据权利要求1或3所述的复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，分别在所述微多孔膜的一面和另一面制备种类彼此相同或不同的第一复合微多孔膜和第二复合微多孔膜。5.根据权利要求1所述的复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中，在所述电极片的一面层叠并压缩所述步骤a)中制备并引入的所述复合微多孔膜，制备所述第一单元体。6.根据权利要求3所述的复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中，在所述间隔部的一面层叠并压缩所述步骤a)中制备并引入的所述复合微多孔膜，制备所述第二单元体。7.根据权利要求1或3所述的复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中，将由微多孔膜卷绕辊引入的微多孔膜浸渍于离子交换树脂溶解槽内的离子交换树脂溶液中，制备所述复合微多孔膜。8.根据权利要求1或3所述的复合电容式脱盐电极的制备方法，其特征在于，所述电极片包括集流体和形成于所述集流体的一面或两面的碳电极层，所述复合微多孔膜层叠并压缩于所述碳电极层上。9.根据权利要求1或3所述的复合电容式脱盐电极的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜炅硕，孙元根，金美良，李景汉，
申请(专利权)人：庆东纳碧安，
类型：发明
国别省市：