本說明書涉及一種新型化合物和使用該化合物的聚合物電解質(zhì)膜。本申請要求于2014年12月19日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請no.10-2014-0184888和于2015年11月30日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請no.10-2015-0168984的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，這兩項(xiàng)申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文中。
背景技術(shù)：
：韓國專利申請?zhí)卦S公開no.2003-0076057技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：技術(shù)問題本說明書旨在提供一種新型化合物和使用該化合物的聚合物電解質(zhì)膜。技術(shù)方案本說明書的一個(gè)實(shí)施方案提供一種由下面的化學(xué)式1表示的化合物：[化學(xué)式1]在化學(xué)式1中，a是磺?；?-so2-)或羰基(-co-)，r1、r3和r5彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地是氫或鹵素基團(tuán)，r2和r4彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地是氫、羥基或鹵素基團(tuán)，r6和r7彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地是氫或鹵素基團(tuán)，r8至r10彼此相同或不同，并且各自獨(dú)立地選自氫、-so3h、-so3-m+、-cooh、-coo-m+、-po3h2、-po3h-m+和-po32-2m+，r8至r10中的至少一個(gè)選自-so3h、-so3-m+、-cooh、-coo-m+、-po3h2、-po3h-m+和-po32-2m+，m是第1族元素，a是0至3的整數(shù)，當(dāng)a是2以上的整數(shù)時(shí)，多個(gè)r6和r7各自獨(dú)立地彼此相同或不同。本說明書的一個(gè)實(shí)施方案提供一種聚合物，該聚合物包含由化學(xué)式1的化合物衍生的單體。本說明書的一個(gè)實(shí)施方案提供一種聚合物電解質(zhì)膜，該聚合物電解質(zhì)膜包含含有由化學(xué)式1的化合物衍生的單體的聚合物。另外，本說明書的一個(gè)實(shí)施方案提供一種膜電極組件，包括：陽極；陰極；以及設(shè)置在陽極和陰極之間的上述聚合物電解質(zhì)膜。另外，本說明書的一個(gè)實(shí)施方案提供一種聚合物電解質(zhì)型燃料電池，包括：兩個(gè)以上的上述膜電極組件；堆疊體，該堆疊體包括設(shè)置在膜電極組件之間的雙極板；向堆疊體供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)單元；以及向堆疊體供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)單元。本說明書的一個(gè)實(shí)施方案還提供一種氧化還原液流電池，包括：正極單元，該正極單元包括正極和正極液體電解液；負(fù)極單元，該負(fù)極單元包括負(fù)極和負(fù)極液體電解液；以及設(shè)置在正極單元和負(fù)極單元之間的上述聚合物電解質(zhì)膜。有益效果根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的由化合物衍生的單體在聚合反應(yīng)過程中提供較高的反應(yīng)性。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的包含化合物的聚合物電解質(zhì)膜具有優(yōu)異的耐久性。此外，包括所述聚合物電解質(zhì)膜的燃料電池和/或氧化還原液流電池具有優(yōu)異的耐久性和效率。附圖說明圖1是示出燃料電池的發(fā)電原理的示意圖；圖2是示意性地示出氧化還原液流電池的常規(guī)結(jié)構(gòu)的圖；圖3是示意性地示出燃料電池的一個(gè)實(shí)施方案的圖。具體實(shí)施方式下文中，將更詳細(xì)地描述本說明書。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，第1族元素m可以是li、na或k。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r1至r7中的至少一個(gè)是鹵素基團(tuán)，該鹵素基團(tuán)選自氯和氟。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r1至r5中的至少一個(gè)是鹵素基團(tuán)。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r1至r5中的至少一個(gè)是鹵素基團(tuán)，該鹵素基團(tuán)選自氯和氟。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r1至r5中的至少兩個(gè)是鹵素基團(tuán)。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r1至r5中的至少兩個(gè)是鹵素基團(tuán)，該鹵素基團(tuán)選自氯和氟。具體地，當(dāng)r1至r5中的兩個(gè)是鹵素基團(tuán)時(shí)，這兩個(gè)鹵素基團(tuán)可以是間位關(guān)系。這有利于在聚合反應(yīng)中更有效地進(jìn)行反應(yīng)。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r1至r5中的至少三個(gè)是鹵素基團(tuán)。在由化學(xué)式1表示的化合物中，在被r1至r5取代的苯環(huán)中存在能夠進(jìn)行親核反應(yīng)的官能團(tuán)(如鹵素基團(tuán)和羥基)，然而，在被r8至r10取代的苯環(huán)中不存在能夠進(jìn)行親核反應(yīng)的官能團(tuán)(如鹵素基團(tuán)和羥基)。因此，在由化學(xué)式1表示的聚合反應(yīng)中，可以得到具有被r1至r5取代的苯環(huán)作為主鏈，被r8至r10取代的苯環(huán)以側(cè)鏈(pendant)的形式與其連接的目標(biāo)聚合物，而不是具有伸向多個(gè)方向的側(cè)枝的形式的聚合物。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r1和r3是鹵素基團(tuán)，r2、r4和r5是氫。由于相當(dāng)于化學(xué)式1的a的磺?；?-so2-)或羰基(-co-)的吸電子效應(yīng)，相對于被a取代的碳的鄰位或?qū)ξ惶幍姆磻?yīng)性相對提高，從而具有提高聚合反應(yīng)中的反應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)。因此，根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，當(dāng)r1和r3為鹵素基團(tuán)，并且r2、r4和r5為氫時(shí)，具有在聚合反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的反應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)。具體地，根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，當(dāng)r1和r3為氟，r2、r4和r5為氫時(shí)，上述優(yōu)點(diǎn)可以最大化。在本說明書中，r1和r3為鹵素基團(tuán)并且r2、r4和r5為氫的情況與r3和r5為鹵素基團(tuán)并且r1、r2和r4為氫的情況相同。這是由于連接至連接體a的單鍵可旋轉(zhuǎn)的事實(shí)。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r1和r5是鹵素基團(tuán)，r2至r4是氫。在根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案的由化學(xué)式1表示的化合物中，r8至r10位于相對于被連接兩個(gè)苯環(huán)的連接體所取代的碳的鄰位和/或?qū)ξ?。連接兩個(gè)苯環(huán)的連接體包括表現(xiàn)出吸電子效應(yīng)的磺酰基(-so2-)或羰基(-co-)，由于這些基團(tuán)，位于鄰位和/或?qū)ξ坏碾x子轉(zhuǎn)移官能團(tuán)(r8至r10)的酸性提高。結(jié)果，包含含有所述化合物的聚合物的聚合物電解質(zhì)膜具有表現(xiàn)出提高的陽離子電導(dǎo)率的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)磺?；?-so2-)或羰基(-co-)直接連接兩個(gè)苯環(huán)時(shí)，所述優(yōu)點(diǎn)可以最大化。具體地，根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是0。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是羰基。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是羰基，a是0。在本說明書中，a是0表示直接鍵合。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是羰基，r1和r3是鹵素基團(tuán)，r2、r4和r5是氫，a是0。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是羰基，r1和r3是氟，r2、r4和r5是氫，a是0。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是羰基，r1和r3是鹵素基團(tuán)，r2、r4以及r5至r7是氫，a是0。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是羰基，r1和r3是氟，r2、r4以及r5至r7是氫，a是0。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是磺?；０牖酋；皇囚驶墓簿畚锏碾娊赓|(zhì)膜具有提高耐久性的優(yōu)點(diǎn)。這是由磺?；蝗菀妆浑娊赓|(zhì)的強(qiáng)酸或電解質(zhì)中產(chǎn)生的自由基分解的化學(xué)穩(wěn)定性引起的。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，a是磺?；?，a是1至3的整數(shù)。通過在磺?；捅浑x子轉(zhuǎn)移官能團(tuán)取代的苯環(huán)之間加入亞烷基，可以提供韌性。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r6和r7是氫。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r6和r7中的至少一個(gè)是鹵素基團(tuán)。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r6和r7中的至少一個(gè)是氟。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r6和r7是鹵素基團(tuán)。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r6和r7是氟。在本說明書中，r8至r10中的至少一個(gè)是離子轉(zhuǎn)移官能團(tuán)，所述離子轉(zhuǎn)移官能團(tuán)位于相對于連接兩個(gè)苯環(huán)的連接體(-a-[cr6r7]a-)的鄰位和/或?qū)ξ?。如上所述，通過位于鄰位和/或?qū)ξ坏碾x子轉(zhuǎn)移官能團(tuán)，在聚合反應(yīng)中可以表現(xiàn)出提高的反應(yīng)性。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，r8至r10中的至少一個(gè)是-so3h或-so3-m+。每1摩爾的磺酸基團(tuán)吸收最多約10摩爾的水，并且表現(xiàn)出約0.1scm-1的較高的質(zhì)子電導(dǎo)率。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，由化學(xué)式1表示的化合物可以是選自下面的結(jié)構(gòu)中的任意一種。由化學(xué)式1表示的化合物可以基于下面將要描述的制備實(shí)施例來制備。基于下面將要描述的制備實(shí)施例，除了在制備實(shí)施例中制備的化合物之外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以制備化學(xué)式1的化合物。本說明書的一個(gè)實(shí)施方案還提供一種包含由化學(xué)式1表示的化合物衍生的單體的聚合物。如上所述，所述單體具有在聚合反應(yīng)中表現(xiàn)出提高的反應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案的聚合物具有被r1至r5取代的苯環(huán)作為主鏈，并且被r8至r10取代的苯環(huán)以側(cè)鏈的形式與其連接。在本說明書中，“單體”指化合物通過聚合反應(yīng)以二價(jià)以上的形式包含在聚合物中的結(jié)構(gòu)。具體地，由化學(xué)式1表示的化合物衍生的單體可以具有如下結(jié)構(gòu)。然而，所述結(jié)構(gòu)不限于此。現(xiàn)有的聚合物電解質(zhì)膜中包含的聚合物通常具有離子轉(zhuǎn)移官能團(tuán)(如磺酸基)位于主鏈上的結(jié)構(gòu)。然而，根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案的聚合物具有被離子轉(zhuǎn)移官能團(tuán)(如磺酸基)取代的苯環(huán)位于側(cè)鏈形式而不是作為主鏈的結(jié)構(gòu)。因此，在包含所述聚合物的聚合物電解質(zhì)膜中，容易形成離子通道，因此，優(yōu)點(diǎn)是，得到提高離子電導(dǎo)率的效果。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，在形成整個(gè)聚合物的單體中可以包含0.1摩爾％至100摩爾％的由化學(xué)式1表示的化合物衍生的單體。具體地，聚合物僅包含由化學(xué)式1表示的化合物衍生的單體。在另一實(shí)施方案中，除了由化學(xué)式1表示的化合物衍生的單體之外，聚合物可以包含第二單體。在這種情況下，由化學(xué)式1表示的化合物衍生的單體的含量優(yōu)選為0.5摩爾％至60摩爾％。更優(yōu)選地，所述含量可以為5摩爾％至60摩爾％。包含上述范圍內(nèi)的由化合物衍生的單體的聚合物具有機(jī)械強(qiáng)度和較高的離子電導(dǎo)率。作為第二單體，可以使用本領(lǐng)域已知的單體。此處，第二單體可以以一種、兩種或更多種類型來使用。第二單體的實(shí)例可以包括形成全氟磺酸聚合物、烴類聚合物、聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚、聚磷腈、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酯、摻雜聚苯并咪唑、聚醚酮、聚砜、它們的酸或它們的堿的單體。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，聚合物中第二單體的含量可以大于0重量％且小于或等于95重量％。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，當(dāng)聚合物包含第二單體時(shí)，聚合物可以是無規(guī)聚合物。本說明書的一個(gè)實(shí)施方案還提供一種包含所述聚合物的聚合物電解質(zhì)膜。所述聚合物電解質(zhì)膜可以表現(xiàn)出上述效果。由化學(xué)式1衍生的單體起到控制聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率的作用。在本說明書中，“電解質(zhì)膜”作為能夠交換離子的膜，包括：膜、離子交換膜、離子遷移膜、離子傳導(dǎo)膜、隔膜、離子交換隔膜、離子遷移隔膜、離子傳導(dǎo)隔膜、離子交換電解質(zhì)膜、離子遷移電解質(zhì)膜、離子傳導(dǎo)電解質(zhì)膜等。除了所述聚合物電解質(zhì)膜包含由化學(xué)式1表示的化合物衍生的單體之外，根據(jù)本說明書的聚合物電解質(zhì)膜可以通過本領(lǐng)域已知的材料和/或方法制備。根據(jù)另一實(shí)施方案，聚合物電解質(zhì)膜中包含的聚合物的重均分子量可以大于或等于10,000且小于或等于5,000,000(g/mol)，具體地，大于或等于20,000且小于或等于2,000,000(g/mol)，更具體地，大于或等于50,000且小于或等于1,000,000(g/mol)。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，聚合物電解質(zhì)膜的離子交換容量(iec)值為0.01mmol/g至5mmol/g。當(dāng)聚合物電解質(zhì)膜的離子交換容量值在上述范圍內(nèi)時(shí)，在聚合物電解質(zhì)膜中形成離子通道，并且聚合物可以表現(xiàn)出離子導(dǎo)電性。當(dāng)共聚物的重均分子量大于或等于500且小于或等于5,000,000(g/mol)時(shí)，電解質(zhì)膜的機(jī)械性能不降低，并且保持適當(dāng)?shù)木酆衔锶芙舛?，結(jié)果，電解質(zhì)膜可以容易地制備。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，電解質(zhì)膜的厚度可以為1μm至500μm，具體地，10μm至200μm。當(dāng)電解質(zhì)膜的厚度為1μm至500μm時(shí)，電短路和電解質(zhì)物質(zhì)的穿越(crossover)降低，并且可以表現(xiàn)出優(yōu)異的陽離子導(dǎo)電性能。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率大于或等于0.01s/cm且小于或等于0.5s/cm。在另一實(shí)施方案中，聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率可以大于或等于0.01s/cm且小于或等于0.3s/cm。離子電導(dǎo)率可以指在室溫和rh＝100％的條件下測量的值。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，聚合物的至少一部分可以具有金屬鹽的形式。此外，所述金屬鹽可以被酸形式取代。具體地，通過向化學(xué)式1中的r8至r10中的至少一個(gè)是-so3-m+、-coo-m+、-po3h-m+或-po32-2m+的聚合物中添加酸溶液，可以形成包含被氫(h)而不是金屬m取代的聚合物的電解質(zhì)膜。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，在酸處理中可以使用常規(guī)的酸溶液，具體地，可以使用鹽酸或硫酸。根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案，酸溶液的濃度可以大于或等于0.1m且小于或等于10m，具體地，大于或等于1m且小于或等于2m。當(dāng)酸溶液的濃度大于或等于0.1m且小于或等于10m時(shí)，可以容易地進(jìn)行被氫而不是金屬m取代，而不損壞電解質(zhì)膜。本說明書的一個(gè)實(shí)施方案還提供一種膜電極組件，包括：陽極；陰極；以及設(shè)置在陽極和陰極之間的上述聚合物電解質(zhì)膜。膜電極組件(mea)指發(fā)生燃料與空氣的電化學(xué)催化反應(yīng)的電極(陰極和陽極)與發(fā)生氫離子傳輸?shù)木酆衔锬さ慕M件，并且是電極(陰極和陽極)和電解質(zhì)膜粘接的單一組合單元。本說明書的膜電極組件具有陽極的催化劑層和陰極的催化劑層與電解質(zhì)膜接觸的形式，并且可以使用本領(lǐng)域中已知的常規(guī)方法制備。作為一個(gè)實(shí)例，可以通過在100℃至400℃下將陰極、陽極、以及位于陰極和陽極之間的電解質(zhì)膜熱壓合同時(shí)使它們粘合在一起來制備膜電極組件。陽極可以包括陽極催化劑層和陽極氣體擴(kuò)散層。陽極氣體擴(kuò)散層又可以包括陽極微孔層和陽極基板。陰極可以包括陰極催化劑層和陰極氣體擴(kuò)散層。陰極氣體擴(kuò)散層又可以包括陰極微孔層和陰極基板。圖1是示出燃料電池的發(fā)電原理的示意圖，在燃料電池中，最基本的發(fā)電單元是膜電極組件(mea)，膜電極組件由電解質(zhì)膜(100)以及在電解質(zhì)膜(100)的兩個(gè)面上形成的陽極(200a)和陰極(200b)電極組成。當(dāng)參照示出燃料電池的發(fā)電原理的圖1時(shí)，在陽極(200a)中發(fā)生燃料如氫或烴(如甲醇和丁烷)的氧化反應(yīng)以產(chǎn)生氫離子(h+)和電子(e-)，并且氫離子通過電解質(zhì)膜(100)遷移至陰極(200b)。在陰極(200b)中，通過電解質(zhì)膜(100)遷移的氫離子、氧化劑(如氧氣)和電子的反應(yīng)生成水。電子通過這樣的反應(yīng)遷移至外部電路。陽極催化劑層是發(fā)生燃料的氧化反應(yīng)的位置，可以優(yōu)選使用選自鉑、釕、鋨、鉑-釕合金、鉑-鋨合金、鉑-鈀合金和鉑-過渡金屬合金的催化劑。陰極催化劑層是發(fā)生氧化劑的還原反應(yīng)的位置，可以優(yōu)選使用鉑或鉑-過渡金屬合金作為催化劑。催化劑可以直接使用，或者可以在負(fù)載在碳類載體上時(shí)使用。可以使用本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法來進(jìn)行引入催化劑層的工藝，例如，可以將催化劑油墨直接涂布在電解質(zhì)膜上，或者可以將催化劑油墨涂布在氣體擴(kuò)散層上來形成催化劑層。此處，對催化劑油墨的涂布方法沒有特別地限制，可以使用噴涂、流延成型、絲網(wǎng)印刷、刮刀涂布、模涂布、旋轉(zhuǎn)涂布等方法。催化劑油墨可以代表性地由催化劑、聚合物離子交聯(lián)聚合物和溶劑組成。氣體擴(kuò)散層成為反應(yīng)氣體和水的遷移通道同時(shí)起到電流導(dǎo)體的作用，并且具有多孔結(jié)構(gòu)。因此，氣體擴(kuò)散層可以形成為包括導(dǎo)電基板。作為導(dǎo)電基板，可以優(yōu)選使用碳紙、碳布或碳?xì)?。氣體擴(kuò)散層可以形成為還包括在催化劑層和導(dǎo)電基板之間的微孔層。微孔層可以用來提高在低濕度條件下的燃料電池性能，并且通過降低溢出到氣體擴(kuò)散層外部的水的量，起到使電解質(zhì)膜處于充分濕潤的條件下的作用。本說明書的一個(gè)實(shí)施方案提供一種聚合物電解質(zhì)型燃料電池，包括：兩個(gè)以上的膜電極組件；堆疊體，該堆疊體包括設(shè)置在膜電極組件之間的雙極板；向堆疊體供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)單元；以及向堆疊體供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)單元。當(dāng)將根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案的電解質(zhì)膜用作燃料電池的離子交換膜時(shí)，可以得到上述效果。燃料電池是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。換句話說，燃料電池采用利用燃料氣體和氧化劑，并且使用在燃料氣體和氧化劑的氧化和還原反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電子來產(chǎn)生電的發(fā)電方法?？梢允褂蒙鲜瞿る姌O組件通過本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法制備燃料電池。例如，可以通過由上述制備的膜電極組件(mea)和雙極板形成來制備燃料電池。本說明書的燃料電池形成為包括堆疊體、燃料供應(yīng)單元和氧化劑供應(yīng)單元。圖3是示意性地示出燃料電池的圖，燃料電池形成為包括堆疊體(60)、氧化劑供應(yīng)單元(70)和燃料供應(yīng)單元(80)。堆疊體(60)包括一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)上述膜電極組件，當(dāng)包括兩個(gè)或更多個(gè)膜電極組件時(shí)，包括設(shè)置在它們之間的隔膜。隔膜防止膜電極組件電連接，并且起到將從外部供應(yīng)的燃料和氧化劑輸送至膜電極組件的作用。氧化劑供應(yīng)單元(70)用于向堆疊體(60)供應(yīng)氧化劑。作為氧化劑，代表性地使用氧氣，氧氣或空氣可以用泵(70)注入來使用。燃料供應(yīng)單元(80)用于向堆疊體(60)供應(yīng)燃料，并且可以由儲(chǔ)存燃料的燃料槽(81)和將燃料槽(81)中儲(chǔ)存的燃料供應(yīng)至堆疊體(60)的泵(82)組成。作為燃料，可以使用氫氣或者氣體或液體狀態(tài)的烴類燃料。烴類燃料的實(shí)例可以包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或天然氣。燃料電池可以包括聚合物電解質(zhì)燃料電池、直接液體燃料電池、直接甲醇燃料電池、直接甲酸燃料電池、直接乙醇燃料電池、直接二甲醚燃料電池等。另外，本說明書的一個(gè)實(shí)施方案提供一種氧化還原液流電池，包括：包括正極和正極液體電解液的正極單元；包括負(fù)極和負(fù)極液體電解液的負(fù)極單元；以及設(shè)置在正極單元和負(fù)極單元之間的根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案的聚合物電解質(zhì)膜。氧化還原液流電池(氧化-還原液流電池)是通過液體電解液中包含的活性物質(zhì)被氧化和還原而充電和放電的系統(tǒng)，并且是將活性物質(zhì)的化學(xué)能直接儲(chǔ)存為電能的電化學(xué)儲(chǔ)存裝置。氧化還原液流電池使用當(dāng)包含不同氧化態(tài)的活性物質(zhì)的液體電解液與它們之間的離子交換膜接觸時(shí)發(fā)生電子交換而進(jìn)行充電和放電的原理。氧化還原液流電池通常由容納液體電解液的槽、發(fā)生充電和放電的電池單元以及用于循環(huán)槽與電池之間的液體電解液的循環(huán)泵組成，電池單元的單位單元包括電極、電解液和離子交換膜。當(dāng)將根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案的電解質(zhì)膜用作氧化還原液流電池的離子交換膜時(shí)，可以得到上述效果。除了所述氧化還原液流電池包括根據(jù)本說明書的一個(gè)實(shí)施方案的聚合物電解質(zhì)膜之外，本說明書的氧化還原液流電池可以通過本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法制備。如圖2中所示，氧化還原液流電池被電解質(zhì)膜(31)分為正極單元(32)和負(fù)極單元(33)。正極單元(32)和負(fù)極單元(33)分別包括正極和負(fù)極。正極單元(32)通過管道與供應(yīng)和釋放正極液體電解液(41)的正極槽(10)連接。負(fù)極單元(33)也通過管道與供應(yīng)和釋放負(fù)極液體電解液(42)的負(fù)極槽(20)連接。液體電解液通過泵(11、21)循環(huán)，并且通過改變離子的氧化數(shù)的氧化/還原反應(yīng)，在正極和負(fù)極發(fā)生充電和放電。本說明書的一個(gè)實(shí)施方案還提供一種聚合物電解質(zhì)膜的制備方法。除了包含含有由化學(xué)式1表示的化合物衍生的單體的聚合物之外，聚合物電解質(zhì)膜可以使用本領(lǐng)域中的材料和/或方法制備。例如，可以通過將所述聚合物添加到溶劑中制備聚合物溶液，然后使用溶液流延法形成薄膜來制備聚合物電解質(zhì)膜。下文中，將參考實(shí)施例更詳細(xì)地描述本說明書。然而，下面的實(shí)施例僅用于舉例說明，并且本說明書的范圍不限于此。<化合物制備實(shí)施例1>當(dāng)化學(xué)式1的a為羰基(-co-)且a為0時(shí)，由化學(xué)式1表示的化合物可以以下面的反應(yīng)式1中的方式制備。[反應(yīng)式1]將176mg(0.92mmol)的1-溴-2,4-二氟苯溶解在3ml的無水二乙醚中之后，將所得物在氮?dú)庀吕鋮s至-78℃。向反應(yīng)物中緩慢地逐滴添加0.57ml(0.92mmol)的n-buli(正丁基鋰)(1.6m的己烷溶劑)，然后在相同的溫度下攪拌所得物30分鐘。將168mg(0.92mmol)的3h-苯并[c][1,2]氧雜硫醇-3-酮-1,1-二氧化物(3h-benzo[c][1,2]oxathiol-3-one-1,1-dioxide)溶解在2ml的無水二乙醚中并緩慢地添加至反應(yīng)物中，然后將反應(yīng)溫度緩慢地升高至室溫。使用飽和氯化銨水溶液來終止反應(yīng)，用1n的hcl使所得物酸化，并用乙酸乙酯萃取化合物。通過預(yù)tlc色譜法ch2cl2:meoh＝9:1將反應(yīng)物分離并純化，得到171.4mg(收率為63％)的最終化合物。1hnmr(500mhz,dmso-d6)δ8.5(1h,brs)，8.09(1h,m)，7.90(3h,m)，7.70(1h,m)，7.16(1h,m)，6.78(2h,m)[m+h]+＝298<化合物制備實(shí)施例2>當(dāng)化學(xué)式1的a為磺?；?-so2-)且a為0時(shí)，由化學(xué)式1表示的化合物可以以下面的反應(yīng)式2中的方式制備。[反應(yīng)式2]將101mg(0.69mmol)的2,4-二氟苯硫酚溶解在4ml的n-buoh(正丁醇)中之后，向其中連續(xù)地逐滴添加163.8mg(0.69mmol)的4-溴苯磺酸、298.9mg(3.1mmol)的naotbu(正丁醇鈉)和4mg(0.035mmol)的pd(pph3)4。加熱反應(yīng)物以將溫度升高至110℃，在相同的溫度下攪拌所得物3小時(shí)并冷卻至室溫，將由使用硅藻土片過濾得到的濾液進(jìn)行真空蒸餾。將化合物溶解于水中然后用1n的hcl酸化，并用乙酸乙酯萃取。將該有機(jī)層用飽和氯化鈉水溶液洗滌，用mgso4干燥并真空蒸餾，通過預(yù)tlc色譜法ch2cl2:meoh＝9:1將得到的粗化化合物分離并純化，得到137.9mg(收率為66％)的4-((2,4-二氟苯基)硫代)苯磺酸。將137.9mg(0.46mmol)的上面得到的4-((2,4-二氟苯基)硫代)苯磺酸溶解在10ml的乙腈溶劑中之后，在0℃下向其中緩慢地逐滴添加5ml的過氧化氫溶液。在反應(yīng)物在室溫下反應(yīng)12小時(shí)之后，通過真空蒸餾除去乙腈溶劑，并用1n的hcl使水層酸化，然后用乙酸乙酯萃取。有機(jī)層用mgso4干燥并真空蒸餾，得到129.7mg(收率為85％)的最終化合物。1hnmr(500mhz,dmso-d6)δ8.52(1h,brs)，8.11(2h,d)，7.97(2h,d)，7.72(1h,m)，7.09(1h,m)，6.85(1h,m)[m+h]+＝334<化合物制備實(shí)施例3>當(dāng)化學(xué)式1的a為磺酰基(-so2-)且a為0時(shí)，由化學(xué)式1表示的化合物可以以下面的反應(yīng)式3中的方式制備。[反應(yīng)式3]將1.24g(8.45mmol)的2,4-二氟苯硫酚溶解在20ml的dmf溶劑中之后，向其中連續(xù)地逐滴添加2.12g(8.45mmol)的4-(溴甲基)苯磺酸和3.5g(25.35mmol)的k2co3。將所得物在室溫下攪拌12小時(shí)后，使用飽和氯化銨水溶液來終止反應(yīng)，用1n的hcl使所得物酸化，并通過在高壓下真空蒸餾除去dmf溶劑。將反應(yīng)物溶解于乙酸乙酯中，用飽和氯化鈉水溶液洗滌，用mgso4干燥，然后真空蒸餾。將得到的固體化合物在二氯甲烷溶劑中制成懸浮狀態(tài)，然后過濾，并在氮?dú)庀赂稍?，得?19mg(收率為30.7％)的4-(((2,4-二氟苯基)硫代)甲基)苯磺酸。將819mg(2.59mmol)的上面得到的4-(((2,4-二氟苯基)硫代)甲基)苯磺酸溶解在10ml的乙腈溶劑中之后，在0℃下向其中緩慢地逐滴添加5ml的過氧化氫溶液。在反應(yīng)物在室溫下反應(yīng)12小時(shí)之后，通過真空蒸餾除去乙腈溶劑，并用1n的hcl使水層酸化，然后用乙酸乙酯萃取。有機(jī)層用mgso4干燥并真空蒸餾，得到802.6mg(收率為89％)的最終化合物。1hnmr(500mhz,dmso-d6)δ8.45(1h,brs)，7.75(3h,m)，7.51(2h,m)，7.27(1h,m)，7.03(1h,m)，5.17(1h,s)[m+h]+＝348由化學(xué)式1表示的化合物的制備實(shí)施例不限于反應(yīng)式1至3，化學(xué)式1的化合物可以使用本領(lǐng)域已知的起始物料和反應(yīng)條件制備。<聚合物合成實(shí)施例1>無規(guī)聚合物的合成在20重量％比例的nmp和20重量％比例的苯中混合各個(gè)單體和碳酸鉀(k2co3：摩爾比例為4)，將所得物在140℃下聚合4小時(shí)并在180℃下聚合16小時(shí)來制備聚合物。<實(shí)施例1>使用在聚合物合成實(shí)施例1中得到的聚合物來制備隔膜，通過gpc測定其分子量，并且描述純膜的陽離子電導(dǎo)率和離子交換容量(iec)的測定結(jié)果。[表1]<比較例1>使用在基于磺?；B接體的間位具有磺酸的單體，以與實(shí)施例1相同的方式制備聚合物。使用該聚合物制備隔膜，純膜的陽離子電導(dǎo)率和離子交換容量(iec)的測定結(jié)果示于下面的表2中。[表2]部分氟系膜離子電導(dǎo)率(s/cm)離子交換容量實(shí)施例10.1341.31比較例10.0981.30從表2的結(jié)果可以看出，在相同的條件下，使用在苯環(huán)中基于磺?；B接體的對位而不是間位具有磺酸的聚合物的純薄膜具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)更高的陽離子電導(dǎo)率，并且隔膜的性能提高。[參考數(shù)字]100：電解質(zhì)膜200a：陽極200b：陰極10、20：槽11、21：泵31：電解質(zhì)膜32：正極單元33：負(fù)極單元41：正極液體電解液42：負(fù)極液體電解液60：堆疊體70：氧化劑供應(yīng)單元80：燃料供應(yīng)單元81：燃料槽82：泵當(dāng)前第1頁12