Solid gel membrane

Details Solid gel membrane Solid gel membrane

H - Electricity

01

M

H01M 2/14 (2006.01) B01D 67/00 (2006.01) B01D 69/10 (2006.01) B01D 69/14 (2006.01) C08F 251/00 (2006.01) C08F 251/02 (2006.01) C08F 257/02 (2006.01) C08F 273/00 (2006.01) C08F 283/00 (2006.01) C08L 51/02 (2006.01) G02F 1/15 (2006.01) H01B 1/12 (2006.01) H01M 6/22 (2006.01) H01M 12/06 (2006.01) H01M 12/08 (2006.01)

Patent

CA 2362298

A highly conductive polymer based solid gel membrane is disclosed. The membrane is especially well-suited for use in such electrochemical devices as metal/air, Zn/MnO2, Ni/Cd and hydrogen fuel cells, as well as in electrochromic devices such as smart windows and flat paneldisplays. Furthermore, in rechargeable electrochemical cells, the solid gel membrane is highlyeffective for use as a separator between the anode and charging electrode. In accordance with the principles of the invention, the highly conductive membrane comprises a support or substrate and a polymeric gel composition having an ionic species contained in a solution phase thereof. The polymer-based gel is prepared by adding an ionic species to a monomer solution followed by polymerization. After polymerization, the ionic species is embedded in the polymer-based gel where it remains. The ionic species behaves like a liquid electrolyte, while at the same time, the polymer-based solid gel membrane provides a smooth impenetrable surface that allows for the exchange of ions. An advantage of the novel membrane is that its measured ionic conductivity is much higher than previously observed in prior art solid electrolytes or electrolyte-polymer films.

Cette invention concerne une membrane à gel solide à base de polymère extrêmement conductrice. La membrane est particulièrement adaptée pour être utilisée dans des dispositifs électrochimiques tels que des piles métal/air, Zn/MnO2 ou Ni/Cd et des piles à hydrogène, ainsi que dans des dispositifs électrochromiques tels que des fenêtres intelligentes et des affichages à écran plat. De plus, dans les piles électrochimiques rechargeables, la membrane à gel solide est extrêmement efficace pour être utilisée comme séparateur entre l'anode et l'électrode de charge. Conformément au principe de l'invention, la membrane extrêmement conductrice comprend un support ou un substrat et une composition de gel polymère possédant une espèce ionique contenue dans une phase solution de ladite composition. On prépare le gel à base de polymère par addition d'une espèce ionique à une solution monomère, suivie d'une polymérisation. Après polymérisation, on noie l'espèce ionique dans un gel à base de polymère, dans lequel elle demeure. L'espèce ionique se comporte comme un électrolyte liquide, alors que, dans le même temps, la membrane à gel solide à base de polymère sert de surface lisse impénétrable qui permet cependant l'échange ionique. La membrane de l'invention présente l'avantage d'une conductivité ionique mesurée fortement supérieure à celle observée précédemment dans des formes antérieures d'électrolytes solides ou de films polymères à électrolyte.

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