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(A) 실리카 입자;(B) 하기 화학식 1로 표시되는 폴리비닐리덴 플루오라이드 고분자; 및[화학식 1]상기 화학식 1에서, 상기 l은 5,000-500,000의 정수이고,(C) 디비닐벤젠계 고분자를 포함하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막으로서,상기 디비닐벤젠계 고분자는 하기 화학식 2의 단량체와 디비닐벤젠 가교제 및 개시제를 반응시켜 얻어지고,[화학식 2]상기 화학식 2에서, 상기 R1은 비치환되거나 C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬 및 하이드록시기 중에서 선택되는 1종 이상으로 치환된 C1-C6 알킬 아민 양이온, 비치환되거나 C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬 및 하이드록시기 중에서 선택되는 1종 이상으로 치환된 C1-C6 알콕시알킬 아민 양이온, 비치환되거나 C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬 및 하이드록시기 중에서 선택되는 1종 이상으로 치환된 C1-C6 아세톡시알킬 아민 양이온 및 C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬이 치환된 C5-C20 헤테로아릴 양이온 중에서 선택되는 1종 이상이고,상기 R2는 H 또는 CH3이며,상기 헤테로아릴은 N, O 및 S 중에서 선택되는 1종 이상의 헤테로 원자를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막
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제1항에 있어서, 상기 디비닐벤젠계 고분자는 아래 화학식 3, 화학식 3a, 화학식 3b의 구조 중에서 선택된 구조를 갖는 고분자이거나, 이들 고분자의 혼합물인 것을 특징으로 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막:[화학식 3]상기 화학식 3에서, 상기 m은 1-500,000의 정수이고, 1 ≤ x+y ≤ 500,000의 정수이며,[화학식 3a]상기 화학식 3a에서, 상기 2개의 x는 서로 동일하거나 상이하고, 상기 2개의 y는 서로 동일하거나 상이하며, 상기 m은 1-500,000의 정수이고, 1 ≤ x+y ≤ 500,000의 정수이며,[화학식 3b]상기 화학식 3b에서, 상기 4개의 x는 서로 동일하거나 상이하고, 상기 4개의 y는 서로 동일하거나 상이하며, 상기 m은 1-500,000의 정수이고, 1 ≤ x+y ≤ 500,000의 정수이다
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제2항에 있어서, 상기 R1은 C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬 및 하이드록시기 중에서 선택되는 1종 이상으로 치환된 C1-C6 아세톡시알킬 아민 양이온, C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬로 치환된 피리딘 양이온, C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬로 치환된 피롤, C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬로 치환된 인돌 양이온, C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬로 치환된 카바졸 양이온, C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬로 치환된 피리미딘 양이온, C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬로 치환된 이미다졸피리디닐 양이온 및 C1-C6 직쇄 또는 측쇄 알킬로 치환된 피라졸릴 양이온 중에서 선택되는 1종 이상이고,상기 R2는 H 또는 CH3이며,상기 m은 1-100,000의 정수이고,상기 1 ≤ x+y ≤ 100,000의 정수인 것을 특징으로 하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막
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4
제2항에 있어서, 상기 R1은 , , 중에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 R2는 H 또는 CH3이며,상기 m은 1-100,000의 정수이고,상기 1 ≤ x+y ≤ 100,000의 정수인 것을 특징으로 하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막
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제1항에 있어서, 상기 실리카 입자는 폴리비닐리덴 플루오라이드계 고분자에 대하여 1-10 중량부로 첨가되는 것을 특징으로 하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막
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제1항에 있어서, 상기 실리카 입자의 크기는 5-20 nm인 것을 특징으로 하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막
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제1항에 있어서,상기 개시제는 과산화벤조일, 과산화아세틸, 과산화라우로일, 아조비스이소부티로니트릴, 과산화테트라부틸, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭산), 1,1'-아조비스(시클로헥산카보니트릴), 테트라-부틸 퍼아세테이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막
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제1항에 있어서, 상기 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막은 10-100 ㎛인 것을 특징으로 하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막
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제1항에 있어서,상기 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막은 2
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(1) 실리카 나노분말을 제1 용매에 분산시킨 후, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 첨가하여 고분자 혼합물 용액을 얻는 단계;(2) 상기 단계 (1)의 고분자 혼합물 용액에 모노머, 가교제 및 개시제를 첨가한 후, 교반하는 단계;(3) 상기 단계 (2)에서 얻은 고분자 혼합물 용액을 유리판에 캐스팅시킨 후, 50-100 ℃ 온도에서 열중합시켜 고분자막을 얻는 단계;(4) 상기 단계 (3)에서 얻은 고분자막을 3차 아민 화합물 또는 알킬 화합물에 담지 시켜 음이온 교환막을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비수계 레독스 흐름 전지용 음이온 교환막의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 단계 (1)의 상기 실리카 나노분말은 PVDF 함량에 대하여 1-10 중량부로 첨가되는 것을 특징으로 하는 음이온 교환막 제조방법
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제10항에 있어서,상기 단계 (1)의 상기 실리카 나노분말의 크기는 5-20 nm 인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막 제조방법
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제10항에 있어서,상기 단계 (1)의 상기 PVDF는 제1 용매 총중량에 대하여 10-25 중량부로 첨가되는 것을 특징으로 하는 이온 교환막 제조방법
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제10항에 있어서,상기 단계 (1)의 상기 제1 용매는 N,N-디메틸아세트아마이드, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드, 헥사메틸포스폴아미드, 트리에틸 포스페이트, 트리메틸 포스페이트, 트라메틸우레아, 메틸에틸케톤, N-메틸-2-피롤리돈, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 아세톤 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 (2) 단계의 모노머는 글리시릴 메타크릴레이트, 4-비닐피리딘, N-비닐카바졸, 비닐인돌, 비닐피리미딘, 비닐이미다졸피리디닐, 비닐피라졸릴 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 (2) 단계의 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 테트라(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 트리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, N,N'-1,2-디하이드록시에틸렌비스아크릴아미드 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 (2) 단계의 개시제는 과산화벤조일, 과산화아세틸, 과산화라우로일, 아조비스이소부티로니트릴, 과산화테트라부틸, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭산), 1,1'-아조비스(시클로헥산카보니트릴), 테트라-부틸 퍼아세테이트 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법
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제10항에 있어서,상기 (4) 단계의 상기 3차 아민 화합물은 트리메틸아민, 트리에틸아민, 디에틸메틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, 테트라메틸에틸렌다이암모늄 중에서 선택되는 1종 이상이고,상기 알킬 화합물은 아이오딘화 메틸, 아이오딘화 에틸 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법
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양극 전해액;음극 전해액; 및상기 양극 전해액과 상기 음극 전해액 사이에 배치된 제1항의 음이온 교환막을 포함하는 비수계 레독스 흐름 전지
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