TW202329522A - 隔離膜及其應用 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種隔離膜，其係對一樹脂膜進行水解而形成者，該樹脂膜係包含：一不可水解有機聚合物；及一可水解有機聚合物，其係經酸水溶液、鹼水溶液及純水中至少一種處理後可被水解者，相對於100重量份的該樹脂膜，該可水解有機聚合物之含量為10重量份至70重量份。本發明之隔離膜係具良好離子傳導，極適用於各類電池中。

Description

隔離膜及其應用
本發明係關於一種隔離膜及其應用，特別係關於一種離子傳導隔離膜及其應用。
國際上常見儲能裝置如氫燃料電池、全釩液流電池、鋰離子等化學儲能，再生能源的發展成功與否，儲能系統為關鍵因素之一，因儲能具有調節作用、備載容量及瞬間電力供給能力，能減緩供電系統瞬間變化對電網之影響，成為不可欠缺的重要部分。
各種儲能方式均有其優缺點，而隔離膜於電池中扮演著重要的角色，隨著市場對於電池安全性以及性能上的要求提高，隔離膜被要求具有高離子傳導性、阻止正負極電子穿越、以及阻止固或液或氣穿越發生而產生漏電，導致電容量降低，並且防止破裂、漏液、漏氣或燃燒等安全性的問題。
有鑑於上述問題，本發明的目的即係提供一種具有高離子傳導性的隔離膜。
為達上述目的，本發明係提供一種隔離膜，其係對一樹脂膜進行水解而形成者，該樹脂膜係包含： 一不可水解有機聚合物；及 一可水解有機聚合物，其係經酸水溶液、鹼水溶液及純水中至少一種處理後可被水解者； 其中，相對於100重量份的該樹脂膜，該可水解有機聚合物之含量為10重量份至70重量份。
較佳地，該不可水解有機聚合物包含聚苯並咪唑、聚苯並噁唑、聚苯並噻唑、聚醚酮、聚苯醚、聚醚碸、聚碸、聚苯硫醚、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或上述任意的組合。更佳地，該不可水解有機聚合物係於側鏈具有親水官能基。特佳地，該親水官能基包含磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基或羥基。
較佳地，該可水解有機聚合物係具式(1)所示之重複單元： (1)， 其中，X1為包含至少1個芳香族或脂環族之四價基團；Y1為包含至少1個芳香族或脂環族之二價基團，且X1與Y1中至少1個包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中至少一種官能基結構。
更佳地，該X1係選自式(2)、式(3)、式(4)、式(5)或式(6)所示之四價基團： (2)， (3)， (4)， (5)， (6)， 其中，R1各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈、分支鏈烷基或苯基；R2係各自獨立表示碳原子數2~36之直鏈或分支鏈狀烴基或碳原子數3~20之環狀烴基；R3係各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基；L1係各自獨立表示－O－、－S－、－SO 2－、單鍵、－NH－、－C(=O)－、－CH＝CH－、－C≡C－、－CH 2－、－(CH 2) 2－、－C(CH 3) 2－、－C(CF 3) 2－、－C(=O)O－、－O C(=O)－、－C(=O)NH－或－NH C(=O)－；n係各自獨立表示0至5中之任一整數；m係表示1至5中之任一整數。
更佳地，Y1為式(7)、式(8)或式(9)所示之二價基團： (7)， (8)， (9)， 其中，L2係各自獨立表示－O－、－S－、－SO 2－、單鍵、－NH－、－C(=O)－、－CH＝CH－、－C≡C－、－CH 2－、－(CH 2) 2－、－C(CH 3) 2－、－C(CF 3) 2－、－C(=O)O－、－O C(=O)－、－C(=O)NH－或－NH C(=O)－；R4係各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基或苯基；R5係各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基或苯基；R6及R7係各自獨立表示碳原子數1至9之直鏈或分支鏈烴基；n 表示0至5中之任一整數。
較佳地，該隔離膜較未經水解作用之隔離膜，其離子傳導度提高10%以上。
較佳地，該隔離膜之斷裂伸長率大於10%。
較佳地，該隔離膜係具有0.1微米至100微米之厚度。
較佳地，該樹脂膜進一步包含一填充材料，其含量相對於100重量份之該樹脂膜，為大於0重量份且不超過60重量份。更佳地，該填充材料係選自阻燃劑、酸性物質與鹼性物質所構成的親水性材料、陶瓷氧化物、鋰鹽、有機酸、離子液體，或上述任意的組合。
較佳地，該樹脂膜係由一組合物所形成，其中該組合物係包含該不可水解有機聚合物；該可水解有機聚合物；及視需要包含一有機溶劑。
本發明又提供一種組合膜，其包含：上述隔離膜。
本發明再提供一種電池，其包含： 一陽極層； 一陰極層；及 上述之隔離膜，其係設置於該陽極層及該陰極層之間。
較佳地， 該電池包含燃料電池、液流電池或鋰電池。
本發明藉由該可水解聚合物及用量的設計，使本發明之隔離膜具有高離子傳導性及低溶脹性，並能夠有效地阻止液流電池電解液中的釩離子通過以及燃料電池中的氫氣通過，而具有低釩離子滲透性及低氫氣滲透性，有助於應用於電池時提升電池的安全性。
本發明所提供之隔離膜係有別於習知者，其具有高離子傳導性、低溶脹與體積穩定性、高機械性、低釩離子滲透性、低氫氣滲透性。
於本發明中，該隔離膜係對一樹脂膜進行水解而形成者，該樹脂膜係包含：一不可水解有機聚合物；一可水解有機聚合物，其係經酸水溶液、鹼水溶液及純水中至少一種（諸如：二種、三種）處理後可被水解者；其中，相對於100重量份之該樹脂膜，該可水解有機聚合物之含量為10重量份至70重量份（較佳係20重量份至70重量份，更佳係30重量份至70重量份，特佳係40重量份至70重量份）。
該不可水解有機聚合物係具有不可水解共價鍵，例如：咪唑鍵、噁唑鍵、碳-碳鍵、碸鍵、聯苯、氟基、酮基、醚基團等，因此其即便受到水解作用，仍不會影響其結構。該不可水解有機聚合物包含但不限於：聚苯並咪唑(PBI)、聚苯並噁唑(PBO)、聚苯並噻唑(PBT)、聚醚酮(PEEK)、聚苯醚(PPO) 、聚醚碸(PES)、聚碸、聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)。該不可水解有機聚合物可單獨一種使用或混合二種以上（例如：三種、四種）使用。
於本發明中，該不可水解有機聚合物較佳係於側鏈具有親水官能基，如此，將有助於本發明可水解聚合物進行水解反應。該親水官能基較佳係磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基或羥基。
於本發明中，相對於100重量份之該樹脂膜，該不可水解有機聚合物之含量可為30重量份至90重量份（較佳係30重量份至80重量份，更佳係30重量份至70重量份，特佳係30重量份至60重量份）。
於本發明中，該可水解有機聚合物較佳係具式(1)所示之重複單元： (1)。
於式(1)中，X1為包含至少1個芳香族或脂環族之四價基團；Y1為包含至少1個芳香族或脂環族之二價基團，且X1與Y1中至少1個包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中至少一種官能基結構。例如：該X1係包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中至少一種官能基結構，而Y1不包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中任一種官能基結構。或者，該Y1係包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中至少一種官能基結構，而X1不包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中任一種官能基結構。又或者，X1及Y1均包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中至少一種官能基結構。此外，更具體而言，該可水解有機聚合物可具有至少一個（諸如：至少二個、至少三個、至少四個、至少五個）式(1)所示之重複單元。
於本發明中，X1與Y1中至少1個包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中至少一種（諸如：二種、三種）官能基結構。例如：X1及Y1中至少一個同時包含酯鍵及羥基、X1及Y1中至少一個同時包含酯鍵及磺酸基、X1及Y1中至少一個同時包含酯鍵及磷酸基、X1及Y1中至少一個同時包含酯鍵及羧酸基。
該X1可為衍生自二酐單體之四價基團。該X1每次出現時可為相同或不同。該X1可選自式(2)、式(3)、式(4)、式(5)或式(6)所示之四價基團： (2)， (3)， (4)， (5)， (6)。
於式(2)至式(4)中，R1每次出現時，可為相同或不同，可各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈、分支鏈烷基或苯基。R2每次出現時，可為相同或不同，可各自獨立表示碳原子數2~36之直鏈或分支鏈狀烴基或碳原子數3~20之環狀烴基。R3每次出現時，可為相同或不同，可各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基。L1每次出現時，可為相同或不同，可係各自獨立表示－O－、－S－、－SO 2－、單鍵、－NH－、－C(=O)－、－CH＝CH－、－C≡C－、－CH 2－、－(CH 2) 2－、－C(CH 3) 2－、－C(CF 3) 2－、－C(=O)O－、－O C(=O)－、－C(=O)NH－或－NH C(=O)－。n每次出現時，可為相同或不同，可各自獨立表示0至5中之任一整數，諸如：1、2、3或4 。m係表示1至5中之任一整數，諸如：1、2、3或4。
以下茲例示數種X1。
例如：n為0時，X1可為如下所示之四價基團： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 （L1為單鍵）、 （L1單鍵）、 （L1單鍵）、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 。
該X1亦可為以下例示之四價基團： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 。
該可水解有機聚合物可具有一個或二個以上（諸如：三個、四個、五個）上述四價基團。
於式(1)中，該Y1為式(7)、式(8)或式(9)所示之二價基團： (7)， (8)， (9)。
L2每次出現可為相同或不同，係可各自獨立表示－O－、－S－、－SO 2－、單鍵、－NH－、－C(=O)－、－CH＝CH－、－C≡C－、－CH 2－、－(CH 2) 2－、－C(CH 3) 2－、－C(CF 3) 2－、－C(=O)O－、－O C(=O)－、－C(=O)NH－或－NH C(=O)－；R4每次出現可為相同或不同，係可各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基或苯基；R5每次出現可為相同或不同，係可各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基或苯基；R6每次出現可為相同或不同，係可各自獨立表示碳原子數1至9之直鏈或分支鏈烴基；R7每次出現可為相同或不同，係可各自獨立表示碳原子數1至9之直鏈或分支鏈烴基；n 表示0至5中之任一整數，諸如：1、2、3或4。
以下茲例示數種Y1。
例如：n為0時，Y1可為以下例示之二價基團： 、 、 、 、 、 、 、 、 、 。
例如：n為1時，Y1可為以下例示之二價基團： 、 、 （L2為單鍵）、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 （L2為單鍵）、 （L2為單鍵）、 、 、 、 、 、 （L2為單鍵）、 、 、 、 、 、 、 。
該Y1亦可為以下例示之二價基團： 、 、 、 、 、 、 。
該可水解有機聚合物可具有一個或二個以上（諸如：三個、四個、五個）上述二價基團。
於本發明中，該可水解有機聚合物較佳係於酸水溶液、鹼水溶液及純水中進行水解作用後，均可被水解。
考量離子傳導性，該可水解聚合物較佳係結構中具有醯亞胺鍵者。此因醯胺鍵水解後將產生一個羧酸基與一個羥基，酯鍵水解後將產生一個羧酸基與一個羥基，相較之下，醯亞胺鍵水解後將產生兩個羧酸基與一個胺基，其水解後所產生之親水性官能基較醯胺鍵與酯鍵多，從而具有較為優異之離子傳導性。
於本發明的一些實施態樣中，該隔離膜浸泡於水、酸液、鹼液後的平衡溶脹比小於1.1。
於本發明中，該樹脂膜可由一組合物所形成，其中該組合物係包含該不可水解有機聚合物；該可水解有機聚合物；及視需要包含一有機溶劑。較佳地，該樹脂膜之製備製程過程中係包含一有機溶劑。該樹脂膜（隔離膜前驅物）係可藉由將該組合物予以塗覆，再對其進行熱處理去除有機溶劑而形成。於一些實施態樣中，該組合物中，相對於400重量份之有機溶劑，該可水解有機聚合物之含量為10重量份至70重量份。於一些實施態樣中，該組合物中，相對於400重量份之有機溶劑，該不可水解有機聚合物之含量為30重量份至90重量份。於一些實施態樣中，相對於500重量份之組合物，該可水解有機聚合物之含量為10重量份至70重量份。於一些實施態樣中，相對於500重量份之組合物，該不可水解有機聚合物之含量為30重量份至90重量份。
本發明隔離膜前驅物之製備方法可包含以下步驟：將不可水解有機聚合物、可水解有機聚合物及有機溶劑予以混合，以獲得混合物（組合物）；使該混合物在一基板上形成一層塗膜；及對該塗膜施予熱處理。
本發明隔離膜之製備方法可包含以下步驟：將不可水解有機聚合物、可水解有機聚合物及有機溶劑予以混合，以獲得混合物（組合物）；使該混合物在一基板上形成一層塗膜；對該塗膜施予熱處理；及對該經熱處理之塗膜進行水解。於本發明中，該水解可於酸水溶液、鹼水溶液或純水中進行。於一些實施態樣中，該水解係先經鹼水溶液處理，再經酸水溶液處理。於一些實施態樣中，該水解係先經酸水溶液處理，再經鹼水溶液處理。
該混合處理的條件（例如溫度及時間）係依據該不可水解有機聚合物、可水解有機聚合物及有機溶劑之種類進行調整。於本發明的一些實施態樣中，該混合處理的溫度範圍為60℃至100℃，且時間範圍為2小時至4小時。該有機溶劑可單獨一種使用，亦可混合多種（諸如：二種、三種、四種）使用。該有機溶劑包含N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、γ-丁內酯、二氯苯、二氧六環(dioxane)、甲苯、二甲苯、氯仿、丙酮、丁酮、乙醇、甲醇，但不限於此。以該有機溶劑的總量為100重量份計，該不可水解有機聚合物與該可水解有機聚合物用量之總和較佳係2重量份至55重量份。
該塗膜的形成方式可以採用刮刀塗佈法、旋轉塗佈法或噴塗法等方式。於本發明的一些實施態樣中，是將該混合物塗佈在一基板上形成該塗膜。該熱處理的目的在於去除有機溶劑並使該隔離膜前驅物具有緻密性。該熱處理的溫度係依據該混合物中的成分進行調整。於本發明的一些實施態樣中，該熱處理的溫度係介於60℃至250℃之間，諸如：80℃、100℃、120℃、150℃、180℃、210℃、230℃。
本發明隔離膜之製備方法涉及一水解步驟，藉由該水解步驟可提升所得隔離膜之性能，諸如：更佳之離子傳導性。於一些實施態樣中，該水解步驟係於酸或鹼水溶液中進行水解。更具體而言，該水解步驟係如下述方式進行：將該具緻密性之隔離膜前驅物（樹脂膜）浸泡於25℃至70℃之4M氫氧化鈉水溶液（鹼）24小時，或者可使用4M氫氧化鋰水溶液浸泡24小時，或者亦可使用4M硫酸水溶液（酸）浸泡24小時；再以去離子水清洗3次；接著，於120℃下乾燥1小時，以得到隔離膜。於較佳實施態樣中，該隔離膜前驅物係於純水中進行水解。
於較佳實施態樣中，該隔離膜較未經水解作用之隔離膜（該樹脂膜），其離子傳導度提高10%以上。於另一較佳實施態樣中，該隔離膜之斷裂伸長率係大於10%。
於本發明中，該隔離膜之厚度並無特別限制，可依其實際應用而調整，但其厚度較佳為0.1微米至100微米。
於本發明中，該樹脂膜可進一步包含一填充材料，其含量相對於100重量份之該樹脂膜，為大於0重量份且不超過60重量份，較佳係10重量份至60重量份，更佳係20重量份至60重量份。
於本發明中，該組合物可進一步包含一填充材料，其含量相對於500重量分之該組合物為大於0重量份且不超過60重量份，較佳係10重量份至60重量份，更佳係20重量份至60重量份。
於本發明中，該填充材料可為阻燃劑、酸性物質與鹼性物質所構成的親水性材料、陶瓷氧化物、鋰鹽、有機酸、離子液體，或上述任意的組合。該親水性材料可為酸性物質（諸如：路易士酸）與鹼性物質（路易士鹼）所構成者。該親水性材料包含但不限於：硫酸三聚氰胺鹽、鹽酸三聚氰胺鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、氰尿酸三聚氰胺鹽、三聚氰胺草酸鹽、正磷酸金屬鹽，或上述任意的組合。
本發明亦提供一種組合膜，其包含上述之隔離膜。
本發明再提供一種電池，其包含：一陽極層；一陰極層；及上述之隔離膜，其係設置於該陽極層及該陰極層之間。該電池包含燃料電池、液流電池、鋰電池，但不限於此。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
實施例中材料來源與製備：
製備例 1 ：聚苯並咪唑之製備
架設500mL四頸反應瓶，將乾燥氮氣通入其中，接著依序加入2g的2,2-雙(4-羧基苯基)-六氟丙烷（ 2,2-bis(4-carboxyphenyl)-hexafluoropropane）（購自：TCI）、6g的2 -磺酸基對苯二酸單鈉(Monosodium 2 - Sulfoterephthalate) （購自：TCI）、6g的3.3’-二胺基聯苯胺（3.3’-Diaminobenzidine）（購自：TCI）30g的P 2O 5（購自Sigma Aldrich）和460g的多聚磷酸（購自：ARCOS）。以機械馬達使其均勻攪拌，升溫至200℃反應24小時。將大量的去離子水倒入所得反應溶液，以析出固體。將該固體以10wt%的NaOH水溶液鹼洗，再以大量去離子水反覆清洗至中性，置於烘箱中以140℃乾燥24小時，可得到聚苯並咪唑粉末。
製備例 2 ：聚苯並噁唑之製備
架設500mL四頸反應瓶，將乾燥氮氣通入其中，接著依序加入9.1g的2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷（2,2-Bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane）（購自：TCI）、9.8g的2,2-雙(4-羧基苯基)-六氟丙烷（購自：TCI）、30g的P 2O 5（購自Sigma Aldrich）和460g的多聚磷酸（購自：ARCOS）。以機械馬達使其均勻攪拌，升溫至200℃反應24小時。將大量的去離子水倒入所得反應溶液，以析出固體。將該固體以10wt%的NaOH水溶液鹼洗，再以大量去離子水反覆清洗至中性，置於烘箱中以140℃乾燥24小時，可得到聚苯並噻唑粉末。
製備例 3 ：聚醯胺 - 醯亞胺 之製備
架設500mL四頸反應瓶，將乾燥氮氣通入其中，接著依序加入24g的4,4-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸酐（6FDA）（購自：TCI）、12g的4,4'-二氨基苯醯替苯胺（DABA）（購自：TCI）及140g的N-甲基吡咯烷酮（購自：勝一化工）。以機械馬達使其均勻攪拌反應24小時，再升溫至180℃持溫4小時進行熱閉環反應。將大量的甲醇倒入所得反應溶液，以析出固體。該固體以甲醇清洗，接著置於烘箱中以140℃乾燥24小時，可得到聚醯胺-聚醯亞胺粉末。
製備例 4 ：聚酯醯亞胺之製備
架設500mL四頸反應瓶，將乾燥氮氣通入其中，接著依序加入22g的乙二醇雙(偏苯三酸酐)（TMEG） （購自：TCI）、11g的二氨基二苯醚(4,4'-Oxydianiline,ODA) （購自：TCI）及140g的N-甲基吡咯烷酮（購自：勝一化工）。以機械馬達使其均勻攪拌反應24小時，再升溫至180℃持溫4小時進行熱閉環反應。將大量的甲醇倒入所得反應溶液，以析出固體。將該固體以甲醇清洗，接著置於烘箱中以140℃乾燥24小時，可得到聚酯-聚醯胺醯亞胺粉末。
製備例 5 ：聚苯磺酸 - 醯亞胺 之製備
架設500mL四頸反應瓶，將乾燥氮氣通入其中，接著依序加入24g的4,4-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸酐（6FDA） （購自：TCI）、19g的4,4’-二氨基聯苯胺-2,2’-二磺酸（BDSA）（購自：TCI）、140g的N-甲基吡咯烷酮（購自：勝一化工）。以機械馬達使其均勻攪拌反應24小時，再升溫至180℃持溫4小時進行熱閉環反應。將大量的甲醇倒入所得反應溶液，以析出固體。將該固體以甲醇清洗，置於烘箱中以140℃乾燥24小時，可得到六氟聚醯亞胺粉末。
製備例 6 ：聚苯甲酸 - 醯亞胺 之製備
架設500mL四頸反應瓶，將乾燥氮氣通入其中，接著依序加入24g的4,4-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸酐（6FDA）（購自：TCI）、15g的6,6’-雙氨基-3,3’-甲叉基二苯甲酸（MBAA）（購自：TCI）、140g的N-甲基吡咯烷酮（購自：勝一化工）。以機械馬達使其均勻攪拌反應24小時，再升溫至180℃持溫4小時進行熱閉環反應。將大量的甲醇倒入所得反應溶液，以析出固體。將該固體以甲醇清洗，置於烘箱中以140℃乾燥24小時，可得到透明聚醯亞胺粉末。
填充材料準備
阻燃劑：氰尿酸三聚氰胺（購自：海王化工）
鋰鹽：HQ-115 (購自：3M)
離子液體：1-己基-3-甲基四氟甲烷磺酸咪唑鎓（購自：Sigma Aldrich）
陶瓷氧化物：鋰鑭鋯氧氧化物Li 7La 3Zr 2O 12（LLZO）之製備
實驗中，採用傳統固相法製備Li 7La 3Zr 2O 12（LLZO），具體步驟如下： 按照化學計量比，用電子天平準確稱量LiOH∙H 2O(95%，Alfa)，ZrO 2(99%，Alfa)，La 2O 3(99.95%，Alfa)，其中LiOH∙H 2O過量稱取10%，以補償高溫燒結過程中Li元素的耗損。配好料後進行球磨與出料，配好的原料一次裝入球磨罐中，再加入一定量的無水乙醇，密封好球磨罐後放入行星球磨儀中球磨12小時。球磨結束，將混合均勻的漿料倒入潔淨的研缽中，之後將研缽置於烤燈下烘乾。將烘乾的粉料裝入坩堝中，並將其放入高溫爐中，讓粉料在1100℃下煆燒12小時，以獲得具有一定晶體結構的前驅體。煆燒完成後，將所得的粉體進行第二次球磨，時長為12小時，過篩後即獲得鋰鑭鋯氧氧化物Li 7La 3Zr 2O 12（LLZO）粉體。
實施例 1
利用攪拌機，將7克(70重量份)的聚苯並咪唑、3克(30重量份)的聚醯胺-聚醯亞胺及40克(400重量份)的N-甲基吡咯烷酮於120℃且1atm的條件下進行2小時的混合處理，形成膠體混合物。將該膠體混合物塗佈於玻璃基板上，而在該玻璃基板上形成厚度為200μm的塗膜。對該塗膜進行熱處理，其中，該熱處理是在90~150℃進行5分鐘的乾燥處理，然後，升溫至250℃並於該溫度進行1小時的熟化處理，獲得厚度為20μm的隔離膜前驅物（即樹脂膜）。
實施例 2 至 7 及比較例 1 至 4
該實施例2至7及比較例1至4之隔離膜前驅物（即尚未進行水解之隔離膜）是以與該實施例1相同步驟進行，不同主要在於：改變各成分的種類及用量，參閱表1。
實施例 8
利用攪拌機，將4克(40重量份)的聚苯咪唑、4克(40重量份)的聚醯胺-聚醯亞胺、2克(20重量份)的氰尿酸三聚氰胺及40克(400重量份)的N-甲基吡咯烷酮（購自：勝一化工）於120℃且1atm的條件下進行2小時的混合處理，形成膠體混合物，經三滾筒研磨分散三次。將該膠體混合物塗佈於玻璃基板上，而在該玻璃基板上形成厚度為200μm的塗膜。對該塗膜進行熱處理，形成經熱處理的塗膜，其中，該熱處理是在150~250℃進行30分鐘的乾燥處理，獲得厚度為20μm的隔離膜前驅物（樹脂膜）。
實施例 9 至 11 及比較例 5 至 7
該實施例9至11及比較例5至7之隔離膜前驅物（即尚未進行水解之隔離膜）是以與該實施例8相同步驟進行，不同主要在於：改變各成分的種類及用量，參閱表2。
實施例 12
利用攪拌機，將4克(40重量份)的聚苯咪唑、4克(40重量份)的聚醯胺-聚醯亞胺、2克(20重量份)的鋰鹽及40克(400重量份)的N-甲基吡咯烷酮（購自：勝一化工）於氮氣下120℃且1atm的條件下進行2小時的混合處理，形成膠體混合物。將該膠體混合物塗佈於玻璃基板上，而在該玻璃基板上形成厚度為200μm的塗膜。對該塗膜進行熱處理，形成經熱處理的塗膜，其中，該熱處理是在氮氣下150~250℃進行30分鐘的乾燥處理，獲得厚度為20μm的隔離膜前驅物（樹脂膜）。
實施例 13 及比較例 8 至 9
該實施例13及比較例8至9之隔離膜前驅物（即尚未進行水解之隔離膜）是以與該實施例12相同步驟進行，不同主要在於：改變各成分的種類及用量，參閱表2。
上述實施例與比較例之隔離膜前驅物之水解方式係浸泡於25℃之使用4M硫酸水溶液浸泡24小時，以去離子水清洗3次，120℃乾燥1小時，完成隔離膜水解。
評價項目
孔隙率(%)量測：使用水銀測孔儀(Mercury Porosimeter；廠牌：Micromeritics；型號：AutoPore® IV 9520)對實施例1至13及比較例1至9的隔離膜進行量測。
抗張強度(MPa)及斷裂伸長率(%)量測：利用拉伸試驗機(廠牌：LLOYD；型號：LRX)對實施例1至13及比較例1至9的隔離膜進行量測，其中，拉引速度為100mm/min。
含酸量(%)的量測：將實施例1至13及比較例1至9的隔離膜進行秤重(W1，單位為克)，接著，浸泡於溫度為25 ± 3℃的硫酸水溶液(包括硫酸及水，且該硫酸的濃度為3M)中並浸泡7天，然後，取出並擦乾附著於表面的硫酸水溶液，然後進行秤重(W2，單位為克)。含酸量(%)為[(W2－W1)/W1]×100%。
含水率(%)的量測：將實施例1至13及比較例1至9的隔離膜進行秤重(W1，單位為克)，接著，浸泡於溫度為80℃的水溶液中並浸泡1天，然後，取出並擦乾附著於表面的水溶液，形成吸水的隔離膜，進行秤重(W2，單位為克)。含水量(%)為[(W2－W1)/W1]×100%。
離子導電度(mS/cm)量測：使用美國BekkTECH LLC的四極柱式導電度量測儀，並以阻抗分析設備 Autolab交流阻抗分析法，於25℃的條件下對實施例1至13及比較例1至9的隔離膜進行阻抗值的量測。該離子導電度(S/cm)為1/[(阻抗值×膜的寬度×膜的厚度)/參考電極的間距]，其中，該膜的寬度、膜的厚度及參考電極的間距的單位為cm。
釩離子擴散速率(%)：將濃度為2.5M的硫酸水溶液與VOSO 4混合，形成第一混合液，其中，在該第一混合液中，該VOSO 4的濃度為1M，而硫酸的濃度為2.5M。將濃度為2.5M的硫酸水溶液與MgSO 4混合，形成第二混合液，其中，在該第二混合液中，該MgSO 4的濃度為1M，而硫酸的濃度為2.5M，實驗環境溫度25 ± 3 ℃。將實施例1至13及比較例1至9的隔離膜設置於具有容置空間的容器中，而將該容置空間隔成第一容置空間部(左邊)及第二容置空間部(右邊)。將該第一混合液及該第二混合液分別導入該第一容置空間部及該第二容置空間部。以波長為766nm的光照射該第一混合液及該第二混合液，並利用紫外光可見光光譜儀、菲克定律(Fick’s Law)及比爾定律(Beer’s Law)計算該第一混合液的吸收度(A V)及該第二混合液的吸收度(A Mg)，接著，該釩離子開始通過該等隔離膜，於不同量測時間(t)下重複上述步驟，獲得不同量測時間下該第一混合液的吸收度(A V)及該第二混合液的吸收度(A Mg)。對ln(A V-2A Mg)與量測時間做圖且獲得第一公式，並利用該第一公式計算出質傳係數(ks)，接著，將該質傳係數帶入第二公式，並計算出釩離子擴散速率(D)。該第一公式為ln(A V-2A Mg)=lnA V-(2×ks×A×t)/V A，而該第二公式為D=ks×d，其中，A為隔離膜的接觸面積(單位為cm 2)、t為量測時間、V A為第二容置空間部的體積(單位為cm 3)，d為隔離膜的厚度(單位為cm)。
氣體滲透速率(%)：在本測試中，氧氣氣體滲透率測試是使用壓差法測試原理。將預先處理好的試片放置在上下測試腔之間並夾緊。首先，對低壓腔（下腔）進行真空處理，然後對整個系統抽真空，當達到規定的真空度後，關閉測試下腔，向高壓腔（上腔）充入一定壓力的試驗氣體，並保證在試片兩側形成一個恒定的壓差，這樣氣體會在壓差梯度的作用下，由高壓側向低壓側滲透，通過對低壓側內壓強的監測處理，從而得出所測試片的各項阻隔性參數。採用微量氧滲透分析儀，產品型號：8001， Model 8001 Oxygen Permeation Analyzer，主要用於量測相關樣品的氧氣穿透率(OTR, Oxygen Transmission Rates)。室溫下隔離膜一邊抽真空另一邊通入氧氣條件下，由微量氧滲透分析儀設備取得在單位時間內透過單位面積試樣的氧氣數量值。Q=K·A·Δp，式中 Q為氣體透過隔離膜的滲透速率，K為某種氣體對隔離膜的滲透係數，A為隔離膜的面積，Δp為隔離膜兩側的氣體壓力差。
表1
材料成份 實施例 比較例
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4
不可水解有機聚合物(重量份) 聚苯並咪唑 70 50 30 0 60 60 60 100 0 20 60
聚苯並噁唑 0 0 0 70 0 0 0 0 100 0 0
可水解有機聚合物(重量份) 聚醯胺-醯亞胺 30 50 70 30 0 0 0 0 0 80 0
聚酯醯亞胺 0 0 0 0 40 0 0 0 0 0 0
聚苯磺酸-醯亞胺 0 0 0 0 0 40 0 0 0 0 40
聚苯甲酸-醯亞胺 0 0 0 0 0 0 40 0 0 0 0
有機溶劑(重量份) N-甲基吡咯烷酮(重量份) 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400
有無進行水解   有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 無
隔離膜外觀 平整 平整 平整 平整 平整 平整 平整 平整 平整 破裂 平整
孔隙率(%) 9 17 24 8 16 15 14 2 7 - 6
抗張強度(MPa) 58 49 48 47 50 52 53 130 110 - 98
斷裂伸長率(%) 74 45 17 16 49 61 65 5 9 - 8
含酸量(%) 12 18 22 12 10 15 14 35 0.1 - 0.1
含水率(%) 12 16 20 10 10 15 14 0.1 0.1 - 0.1
離子導電度(mS/cm) 2 3 4 2 3 3 3 0 0 - 0
釩離子擴散速率(×10 -8cm 2/min) 15 18 46 15 16 25 24 460 0 - 0
氣體滲透速率(cc/m 2*day) 57 50 71 59 52 49 56 159 103 - 59
表2
材料成份 實施例 比較例
8 9 10 11 12 13 5 6 7 8 9
不可水解有機聚合物(重量份) 聚苯並咪唑 40 35 30 40 40 40 20 40 40 40 40
聚苯並噁唑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
可水解有機聚合物(重量份) 聚醯胺-醯亞胺 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0
聚酯醯亞胺 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
聚苯磺酸-醯亞胺 40 25 10 40 40 40 0 40 40 40 40
聚苯甲酸-醯亞胺 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
填充材料(重量份) 阻燃劑 氰尿酸三聚氰胺 20 40 60 0 0 0 70 20 0 0 0  
陶瓷氧化物 鋰鑭鋯氧氧化物 0 0 0 20 0 0 0 0 20 0 0  
酸鹼親水性材料 鋰鹽 0 0 0 0 20 0 0 0 0 20 0  
離子液體 1-己基-3-甲基四氟甲烷磺酸咪唑鎓 0 0 0 0 0 20 0 0 0 0 20  
有機溶劑 N-甲基吡咯烷酮(重量份) 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400
有無進行水解 有 有 有 有 有 有 有 無 無 無 無
隔離膜外觀 正常 正常 正常 正常 正常 正常 破裂 正常 正常 正常 正常
孔隙率(%) 21 45 59 20 19 26 - 6 5 10 15
抗張強度(MPa) 48 39 28 51 52 47 - 53 56 50 45
斷裂伸長率(%) 35 25 10 39 45 40 - 8 9 6 8
含酸量(%) 22 42 52 18 19 21 - 1 1 3 5
含水率(%) 21 40 50 17 21 20 - 1 1 3 5
離子導電度(mS/cm) 3 4 4 3 3 3 - 0 0 0 0
釩離子擴散速率(×10 -8cm 2/min) 36 100 165 12 52 55 - 0 0 0 0
氣體滲透速率(×10 -8cm 2/min) 88 92 125 76 71 79 - 78 101 150 215
請參閱第一圖，其為實施例1隔離膜水解前的FTIR圖。自該FTIR圖可觀察到，於波長1777cm -1與1722cm -1有二個特徵峰，分別為對稱醯亞胺及非對稱醯胺的C=O 鍵結吸收峰。請參閱第二圖，其為實施例1隔離膜水解後的FTIR圖。經由酸處理水解後，FTIR圖譜中波長1771cm -1與1714cm -1二個特徵峰明顯變小，表明醯亞胺與醯胺鍵結含量降低，隔離膜已水解。
第三圖為實施例9隔離膜水解前之FTIR圖，由該圖可觀察到波長1780cm -1與1739cm -1有二個特徵峰，分別為對稱醯亞胺及非對稱醯胺的C=O 鍵結吸收峰。第四圖為實施例9隔離膜水解後之FTIR圖，經由酸處理水解後FTIR圖譜波長1774cm -1與1715cm -1二個特徵峰明顯變小，表明醯亞胺與醯胺鍵結含量降低，隔離膜已水解。
參閱表1、表2，實施例1與7的隔離膜，經浸泡4M硫酸溶液水解處理後具有高的離子導電度、高斷裂伸長率、低釩離子擴散速率及低氣體滲透速率，能夠有效地阻止釩液流電池電解液中的釩離子通過或燃料電池中燃料氣體通過，有效提高電池安全性與壽命，故確實能達成本發明的目的。實施例8與13的隔離膜，係額外含有填充材料，經浸泡4M硫酸溶液水解處理後亦具有高的離子導電度，但釩離子擴散速率及氣體滲透速率皆略高於實施例1與7隔離膜。
參閱表1、表2，比較例1與2的隔離膜僅使用不可水解結構有機聚合物之組分，經室溫下浸泡4M硫酸溶液水解處理後離子導電性無法測得。比較例3的隔離膜含有80重量%的可水解結構有機聚合物，室溫下經4M硫酸溶液水解處理後，膜產生破裂無法使用，無法成膜進行檢測。於比較例5的隔離膜，其含70重量%的填充材料，室溫下經4M硫酸溶液水解處理後，膜產生破裂無法使用。比較例4與比較例6~9的隔離膜，為未經室溫下浸泡4M硫酸溶液水解處理者，其離子導電度皆無法測得。
比較例4與比較例6至9隔離膜雖使用本發明不可水解有機聚合物與可水解有機聚合物之組分，但未經浸泡4M硫酸溶液進行水解，致使該等隔離膜無法測得離子傳導性，而無法應用於電池中。反觀本發明實施例1至7的隔離膜包括本發明不可水解有機聚合物與可水解有機聚合物之組分，於室溫下浸泡4M硫酸溶液而水解後，提高了親水性，而具有優異的離子傳導度，致使能夠有益於應用至液流電池、燃料電池或鋰電池中。
應用例 1 及 2
液流電池製作與檢測：
液流電池之庫倫效率(coulombic efficiencies，%)、電壓效率(voltage efficiencies，%)及能量效率(energy efficiencies，%)的量測：利用聚氯乙烯板框、將實施例2與3的隔離膜、石墨氈電極、雙極板，及100毫升的電解液構成有效面積為5cmx5cm的單電池。該電解液是由456克的VOSO 4粉末與1000毫升的硫酸水溶液所配製而成，其中，該硫酸水溶液中的硫酸濃度為3M。利用電池充放電測試機[廠牌：致茂電子(Chroma)；型號：Model 17011]對該單電池進行充電及放電並量測電量，然後，依據該電量計算出庫倫效率、能量效率及電壓效率，其中，電流密度為100mA/cm 2、截止電壓範圍為0.7V至1.6V，且流速為50mL/min，電性檢測結果如表3應用例1與2所示。
表3
液流電池電性 應用例
1 2
100mA/cm 2 庫倫效率(%) 100 98
電壓效率(%) 88 89
能量效率(%) 88 87
150mA/cm 2 庫倫效率(%) 100 99
電壓效率(%) 84 83
能量效率(%) 84 82
200mA/cm 2 庫倫效率(%) 100 99
電壓效率(%) 78 78
能量效率(%) 78 77
250mA/cm 2 庫倫效率(%) 100 99
電壓效率(%) 73 73
能量效率(%) 73 71
參閱表1、表2及表3，實施例2與3的隔離膜具有較高庫倫效率、較低釩離子擴散速率，可阻止液流電池的釩離子於隔離膜內相互擴散，應用於液流電池上分別如表3之應用例1與2檢測結果所示，含有可水解有機聚合物的隔離膜經水解後於液流電池應用具有優異的電性。
應用例 3 及 4
燃料電池之膜電極組件製備：
將實施例2與實施例13隔離膜前驅物（樹脂膜），經浸泡4M硫酸溶液水解處理後在60℃下，浸置10M磷酸中1小時，製得磷酸化隔離膜，面積6 x 6 cm 2。膜電極元件中的氣體擴散電極是使用5 x 5 cm 2碳紙做為陰極氣體擴散層與陽極氣體擴散層，其厚度為280微米。接著，氣體擴散電極中的電極催化劑層是以市售Pt/C催化劑漿體塗布於陰極氣體擴散層與陽極氣體擴散層上，以160℃烘乾，即可在陰極氣體擴散層與陽極氣體擴散層上分別形成一電極催化劑層，具有電極催化劑層的陰極氣體擴散層在此即為陰極氣體擴散電極，具有電極催化劑層的陽極氣體擴散層在此即為陽極氣體擴散電極，其中總Pt含量約1 mg/cm 2。接著，將陰極氣體擴散電極的電極催化劑層與陽極氣體擴散電極的電極催化劑層分別置於前述磷酸化隔離膜（磷酸化PBI電解質膜）的兩側表面，再進行熱壓製程以形成膜電極元件，其中熱壓製程的溫度例如是介於130℃至160℃，壓力例如是介於20 MPa至30 MPa，燃料電池電性檢測結果分別如表4之應用例3與4所示。
燃料電池之電功率密度測試：先將製出的電池進行活化，活化步驟如下：（1）在開路電位（OCV）狀態下，陽極端通入氫氣200 c.c./min、陰極端通入空氣500 c.c./min，並將電池升溫至120℃。（2）當電池溫度達120℃後，負載一定電流200 mA/ cm 2，並繼續將電池溫度提升至180℃。（3）當電池溫度達180℃後，將反應氣體流率改為當量比1.2（氫氣）和2（空氣）。（4）連續運轉24小時至72 小時，直至電池電壓達穩定狀態。電池經活化後，在溫度介於100℃至180℃的操作條件下，通入氫氣與空氣（劑量比約1:2），在此條件下，測量的電池的0.6V下電流密度與電功率值。
表4
燃料電池電性 應用例
3 4
0.6V 電流密度(mA/cm 2) 100℃ 144 104
120℃ 216 192
140℃ 236 268
160℃ 289 300
180℃ 392 368
最大電功率 (mW/cm 2) 100℃ 151 130
120℃ 224 197
140℃ 330 316
160℃ 422 406
180℃ 516 492
參閱表1、表2及表4，實施例2與實施例13隔離膜係經水解者，因此具有較高離子導電度、低氣體滲透速率，可有效阻止燃料電池的燃料氣體於隔離膜內相互擴散，應用於燃料電池上分別如應用例3與4電性檢測結果所示，其中應用例3經水解的隔離膜應用於燃料電池上具有更高的電流密度。
應用例 5 及 6
鋰電池的製備：
使用高速混合機將 PEO（MW = 300,000，Sigma Aldrich）與 LiTFSI（HQ-115，3M）(PEO : LiTFSi=10:1)和乙腈（無水，Sigma Aldrich）混合製備出固體聚合物電解質（SPE）。LiFePO 4(LFP) 粉末 （購自：MTI）、PEO/LiTFSI 和碳黑 (w:w:w = 60:25:15) 與乙腈使用高速混合機混合。LFP活性材料負載為 1.5 mg/cm 2。然後將漿液用刮刀澆鑄在鋁箔上。然後將電極在 60℃ 真空烘箱中乾燥至少 48 小時。實施例3與實施例11的隔離膜前驅物，經浸泡4M硫酸溶液水解處理後，再浸泡4M LiOH水溶液 (Sigma Aldrich)24小時，經過三次去離子水清洗，在200℃下真空烘烤1小時後，將鋰箔/SPE/隔離膜/SPE/LFP 壓製成鈕扣電池（鋰箔，Sigma Aldrich） ，鋰電池電性檢測結果分別如表5之應用例5與6所示。電池充放電測試機[廠牌：致茂電子(Chroma)；型號：Model 17011]對該單電池在 60 ℃下進行了測試，不同速率C/10、C/5、C/2、1C下進行充電及放電並量測10 cycle平均電量。
表5
鋰電池電性 應用例
5 6
充電效率 ＞99% ＞99%
比容量 (mAh /g) 60 °C, C/10 151 162
60 °C, C/5 131 149
60 °C, C/2 113 125
60 °C, 1C 100 116
參閱表1、表2及表5，實施例3與實施例11隔離膜前驅物，經浸泡4M氫氧化鋰水溶液（鹼）水解後再製作成電池，應用於鋰電池，分別如應用例5與6電性檢測結果所示，皆可進行充電及放電。
綜上所述，本發明藉由該不可水解聚合物、可水解聚合物及用量的設計，使本發明之隔離膜具有高離子傳導性、高斷裂延伸率、低釩離子擴散率及低氣體滲透率，不僅能夠有效地阻止電解液中的釩離子通過，降低釩離子滲透性，於液流電池應用中，亦產生了高庫倫效率，且於燃料電池與鋰電池應用中，亦具有更佳的電性，有效提高電池安全性與壽命。因此，本發明之隔離膜能用於全釩液流電池、燃料電池或鋰電池中。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即只要是依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
無
第一圖為本發明實施例1隔離膜水解前之FTIR圖。
第二圖為本發明實施例1隔離膜（即水解後）之FTIR圖。
第三圖為本發明實施例9隔離膜水解前之FTIR圖。
第四圖為本發明實施例9隔離膜（即水解後）之FTIR圖。

Claims (16)

  1. 一種隔離膜，其係對一樹脂膜進行水解而形成者，該樹脂膜係包含： 一不可水解有機聚合物； 及 一可水解有機聚合物，其係經酸水溶液、鹼水溶液及純水中至少一種處理後可被水解者； 其中，相對於100重量份之該樹脂膜，該可水解有機聚合物之含量為10重量份至70重量份。
  2. 如請求項1所述之隔離膜，其中該不可水解有機聚合物包含聚苯並咪唑、聚苯並噁唑、聚苯並噻唑、聚醚酮、聚苯醚、聚醚碸、聚碸、聚苯硫醚、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或上述任意的組合。
  3. 如請求項2所述之隔離膜，其中該不可水解有機聚合物係於側鏈具有親水官能基。
  4. 如請求項3所述之隔離膜，其中該親水官能基包含磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基或羥基。
  5. 如請求項1所述之隔離膜，其中該可水解有機聚合物係具式(1)所示之重複單元： (1)， 其中， X1為包含至少1個芳香族或脂環族之四價基團；Y1為包含至少1個芳香族或脂環族之二價基團，且X1與Y1中至少1個包含酯鍵、醯胺鍵、磺酸基、磷酸基、羧酸基、醯胺基、羥基及硝基中至少一種官能基結構。
  6. 如請求項5所述之隔離膜，其中該X1係選自式(2)、式(3)、式(4)、式(5)或式(6)所示之四價基團： (2)， (3)， (4)， (5)， (6)， 其中，R1各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈、分支鏈烷基或苯基；R2係各自獨立表示碳原子數2~36之直鏈或分支鏈狀烴基、或碳原子數3~20之環狀烴基；R3係各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基；L1係各自獨立表示－O－、－S－、－SO 2－、單鍵、－NH－、－C(=O)－、－CH＝CH－、－C≡C－、－CH 2－、－(CH 2) 2－、－C(CH 3) 2－、－C(CF 3) 2－、－C(=O)O－、－O C(=O)－、－C(=O)NH－或－NH C(=O)－；n係各自獨立表示0至5中之任一整數；m係表示1至5中之任一整數。
  7. 如請求項5所述之隔離膜，其中該Y1為式(7)、式(8)或式(9)所示之二價基團： (7)， (8)， (9)， 其中， L2係各自獨立表示－O－、－S－、－SO 2－、單鍵、－NH－、－C(=O)－、－CH＝CH－、－C≡C－、－CH 2－、－(CH 2) 2－、－C(CH 3) 2－、－C(CF 3) 2－、－C(=O)O－、－O C(=O)－、－C(=O)NH－或－NH C(=O)－；R4係各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基或苯基；R5係各自獨立表示－H、－F、－CF 3、－SO 3H、－PO 3H 2、－COOH、－OH、碳原子數1~6之直鏈或分支鏈烴基或苯基；R6及R7係各自獨立表示碳原子數1至9之直鏈或分支鏈烴基；n 表示0至5中之任一整數。
  8. 如請求項1所述之隔離膜，其中，該隔離膜較未經水解作用之隔離膜，其離子傳導度提高10%以上。
  9. 如請求項1所述之隔離膜，其斷裂伸長率大於10%。
  10. 如請求項1所述之隔離膜，其具有0.1微米至100微米之厚度。
  11. 如請求項1所述之隔離膜，其中該樹脂膜進一步包含一填充材料，其含量相對於100重量份之該樹脂膜，為大於0重量份且不超過60重量份。
  12. 如請求項11所述之隔離膜，其中該填充材料係選自阻燃劑、酸性物質與鹼性物質所構成的親水性材料、陶瓷氧化物、鋰鹽、有機酸、離子液體，或上述任意的組合。
  13. 如請求項1所述之隔離膜，其中該樹脂膜係由一組合物所形成，其中該組合物係包含該不可水解有機聚合物；該可水解有機聚合物；及視需要包含一有機溶劑。
  14. 一種組合膜，其包含如請求項1所述之隔離膜。
  15. 一種電池，其包含： 一陽極層； 一陰極層；及 如請求項1至13中任一項所述之隔離膜，其係設置於該陽極層及該陰極層之間。
  16. 如請求項15所述之電池，其包含燃料電池、液流電池或鋰電池。
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