CN105408260A - 蓄电式脱盐电极模块及其制造方法以及利用其的脱盐装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄电式脱盐电极模块、其的制造方法及利用其的脱盐装置，蓄电式脱盐电极模块包括：导电性支撑体，通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成；以及涂敷层，涂敷于上述导电性支撑体的一面，从而可实现超薄膜化、薄型化、可挠性优秀的脱盐装置用集电体。

Description

蓄电式脱盐电极模块及其制造方法以及利用其的脱盐装置

技术领域

本发明涉及蓄电式脱盐电极模块，更详细地，涉及使用纳米纤维网或无纺布作为导电性支撑体，从而可实现超薄膜化、薄型化、可挠性优秀的蓄电式脱盐电极模块、其的制造方法及利用其的脱盐装置。

背景技术

通常，地球上的所有水源中，人们可使用的水量仅占0.0086％。若考虑到因气候变化而发生的灾害，则这些水量不算充足。

水对于人类的生活而言非常重要，水被用作生活用水或工业用水等多种形态。而随着工业发展，水逐渐被重金属、硝酸氮、氟离子等所污染，若饮用受污染的水，则非常有害于健康。

最近，以多种方式研究将净化的受污染的水和海水用作生活用水的脱盐技术。

作为去除海水或废水等受污染水所含有的各种漂浮物质或离子成分，来实现淡水化的技术，这种脱盐技术包括：蒸发法，利用化石燃料或电等热源来使水分蒸发；过滤法，利用分离膜进行过滤并去除异物；以及电渗析法，利用电极电池的电解作用去除离子。

蒸发法为通过使用化石燃料或电等作为热源，使水分蒸发的方法，由于脱盐装置的体积大，因而效率低，不仅因能源消耗量增加而导致制造成本增加，还因使用化石燃料而成为造成大气污染的原因。

由于过滤法需要向分离膜施加高压来去除异物，因而导致能源的费用增加，由于电渗析法需要持续更换电极电池，因而，随着更换电极电池，不仅发生浪费，而且还具有增加人力及物力附加费用的缺点。

韩国登录特许公报第501417号公开了利用反渗透膜法/电极法的废水脱盐装置，上述利用反渗透膜法/电极法的废水脱盐装置包括：反渗透膜法装置，用于对以预定规定的压力来流入的处理水第一次去除盐成分；电极脱盐装置，在圆筒形的罐内依次设置间隔片、正电极及负电极，上述电极脱盐装置用于对在被上述反渗透膜法装置所第一次处理的处理水中再次去除盐成分；能源能量回收装置，用于将使上述反渗透膜法装置的盐水侧压力被用作电极脱盐装置的利用为入口水加压用压力；电源供给供电单元，用于向设置于上述电极脱盐装置的正电极和负电极供给电源；以及控制单元，用于对设置于处理水流动的配管的阀进行控制，使得执行脱盐过程和再生过程，在上述脱盐过程中，对流入上述电极脱盐装置的处理水进行脱盐，在上述再生过程中，使在脱盐过程中吸附于电极的离子脱离。但是，由于这种废水脱盐装置单独设置有反渗透膜装置及电极脱盐装置，因而存在脱盐装置的体积大、所需的制造费用高的问题。

因此，本发明人持续研究可使脱盐装置达到薄型化、可减少制造费用的技术，从而导出并发明了具有高蓄电容量、并可实现超薄膜型集电体的集电体模块的结构性特征，由此完成了更为经济、可利用的具有竞争力的本发明。

发明内容

技术问题

本发明考虑到现有技术的问题而提出，本发明的目的在于，提供具有如下作用的蓄电式脱盐电极模块、其的制造方法及利用其的脱盐装置，即，采用在多孔性基材的微细气孔固定有碳类电极粉末的导电性支撑体作为集电体，从而可节约制造费用、具有高蓄电容量。

本发明的再一目的在于，提供通过实现集电体的超薄膜化，从而可实现脱盐装置的薄型化的蓄电式脱盐电极模块、其的制造方法及利用其的脱盐装置。

本发明的另一目的在于，提供可实现柔韧的集电体模块的蓄电式脱盐电极模块、其的制造方法及利用其的脱盐装置。

解决问题的手段

用于实现上述目的的本发明的一实施例提供蓄电式脱盐电极模块，上述蓄电式脱盐电极模块包括：导电性支撑体，通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成；以及涂敷层，涂敷于上述导电性支撑体的一面。

并且，本发明的一实施例提供蓄电式脱盐电极模块的制造方法，上述蓄电式脱盐电极模块的制造方法包括：准备具有微细气孔的多孔性基材的步骤；向上述多孔性基材的微细气孔注入碳电极粉末浆料的步骤，上述碳电极粉末浆料由碳电极粉末、粘结剂及溶剂混合而成；使上述碳电极粉末固定于上述多孔性基材的微细气孔的步骤；以及在上述碳电极粉末固定于微细气孔的多孔性基材形成涂敷层的步骤。

并且，本发明的一实施例提供脱盐装置，上述脱盐装置包括：第一蓄电式脱盐电极模块，包括第一导电性支撑体和第一涂敷层，上述第一导电性支撑体通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成，上述第一涂敷层涂敷于上述第一导电性支撑体的一面；第二蓄电式脱盐电极模块，包括第二导电性支撑体和第二涂敷层，上述第二导电性支撑体以留有空间的方式与上述第一蓄电式脱盐电极模块相向，通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成，上述第二涂敷层涂敷于上述第二导电性支撑体的一面；以及无纺布，位于上述第一蓄电式脱盐电极模块与第二蓄电式脱盐电极模块之间的空间，处理水经过上述无纺布。

发明的效果

如上所述，在本发明中，蓄电式脱盐电极模块包括导电性支撑体及涂敷层，上述导电性支撑体由碳电极粉末固定于微细气孔的多孔性基材形成，从而具有通过实现超薄膜化来实现薄型化的优点。

并且，本发明通过使可挠性优秀的纳米纤维网或无纺布被制成导电性支撑体，从而可体现柔韧的蓄电式脱盐电极模块，与此同时，还具有可在极度弯曲形状的脱盐装置安装模块的优点。

并且，本发明使比表面积高、导电率优秀的碳类电极粉末固定于多孔性基材的微细气孔，来制造导电性支撑体，从而具有可减少制造费用、具有高蓄电容量的效果。

附图说明

图1为用于说明本发明一实施例的蓄电式脱盐电极模块的示意性剖视图。

图2为用于说明在适用于本发明一实施例的纳米纤维网分散有碳电极粉末的状态的示意图。

图3a至图3c为用于说明本发明一实施例的蓄电式脱盐电极模块的制造方法的示意性剖视图。

图4为用于说明本发明第一实施例的脱盐装置的示意图。

图5为用于说明本发明第二实施例的脱盐装置的示意图。

图6为用于说明图5的过滤模块被层叠的结构的示意图。

具体实施方式

图1为用于说明本发明一实施例的蓄电式脱盐电极模块的示意性剖视图，图2为用于说明在适用于本发明一实施例的纳米纤维网分散有碳电极粉末的状态的示意图。

参照图1，本发明优选实施例的蓄电式脱盐电极模块100包括：导电性支撑体130，通过将碳电极粉末120注入于多孔性纳米纤维网或无纺布等多孔性基材110，使得碳电极粉末120固定于多孔性基材110的微细气孔；以及涂敷层150，涂敷于导电性支撑体130的一面。

其中，通过使碳电极粉末120与粘结剂及溶剂相混合，制备分散有碳电极粉末120的碳电极粉末浆料，并使上述浆料注入于多孔性基材110的微细气孔，使得碳电极粉末120固定于多孔性基材110。

在此情况下，碳电极粉末120被多孔性基材110的微细气孔锁住，并被固定。此时，粘结剂可介于碳电极粉末120与多孔性基材110之间，粘结剂增加用于使碳电极粉末120固定于多孔性基材110的结合力。

并且，如后述，导电性支撑体130具有如下结构，即，微细的碳电极粉末120注入并固定于具有微细气孔的多孔性纳米纤维网或无纺布等的多孔性基材110，以保证上述多孔性基材110的导电性，上述具有微细气孔的多孔性纳米纤维网以如下方法形成，即，在使可进行电纺丝的高分子溶解于溶剂，形成纺丝溶液之后，使上述纺丝溶液在收集器或转换片上被电纺丝，从而使被纺丝的纳米纤维被积聚，形成具有微细气孔的多孔性纳米纤维网。

由于在这种蓄电式脱盐电极模块100中导电性支撑体130具有微细的碳电极粉末120注入并固定于多孔性基材110的结构，以保证导电性，上述多孔性基材110由被电纺丝的纳米纤维层叠而成的具有微细气孔的多孔性纳米纤维网或无纺布形成，因此可具有可挠性，并可具有优秀的导电率。由此，本发明的蓄电式脱盐电极模块100可起到柔韧的集电体的功能。

并且，在本发明的蓄电式脱盐电极模块100中，在导电性支撑体130形成有涂敷层150，因而可实现超薄膜化，从而可使脱盐装置实现薄型化，并具有优秀的导电率。

在使多孔性纳米纤维网被用作导电性支撑体130的多孔性基材110的情况下，如图2所示，注入于多孔性纳米纤维网的碳电极粉末120分散于纳米纤维111的外侧。此时，多孔性纳米纤维网由纳米纤维111层叠而成，微细气孔由层叠的纳米纤维111所形成，因而所注入的碳电极粉末120沿着微细气孔向多孔性纳米纤维网的内侧被注入并被固定。另一方面，基于粘结剂，碳电极粉末120还可固定于纳米纤维111的外侧的微细气孔入口。最终，大部分碳电极粉末120固定于由纳米纤维111形成的微细气孔，分布于多孔性纳米纤维网上。

本发明包括：导电性支撑体，由在微细气孔固定有碳电极粉末的多孔性基材形成；以及涂敷层，因而使蓄电式脱盐电极模块实现超薄膜化，从而具有可实现薄型化的优点。

并且，本发明使可挠性优秀的纳米纤维网或无纺布被制成导电性支撑体，从而可体现柔韧的蓄电式脱盐电极模块，与此同时，具有还可在具有极度弯曲形状的脱盐装置安装蓄电式脱盐电极模块的优点。

并且，本发明使具有高比表面积、优秀导电率的碳类电极粉末固定于多孔性基材的微细气孔，来制作导电性支撑体，从而可提供可减少制造费用，并可以以低廉的费用来拥有高蓄电容量的蓄电式脱盐电极模块。

图3a至图3c为用于说明本发明一实施例的蓄电式脱盐电极模块的制造方法的示意性剖视图。

参照图3a至图3c，本发明一实施例的蓄电式脱盐电极模块的制造方法如下，即，首先准备具有微细气孔多孔性纳米纤维网或具有微细气孔的无纺布等的多孔性基材，上述多孔性纳米纤维网层叠有使高分子物质被空气静电纺丝而获得的纳米纤维(图3a)。

通过使一种高分子或被混合的至少两种高分子溶解于溶剂的混合纺丝溶液被电纺丝，或使互不相同的高分子分别溶解于溶剂之后分别借助互不相同的纺丝喷嘴进行交叉纺丝，由此可获得多孔性纳米纤维网。

在使用两种高分子来形成混合纺丝溶液的情况下，例如，在混合作为耐热性高分子的聚丙烯腈(PAN，polyacrylonitrile)和作为粘结性高分子(或膨润性高分子)的聚偏二氟乙烯(PVDF，polyvinylidenefluoride)的情况下，优选地，以8:2至5:5的重量百分比进行混合。

在耐热性高分子和粘结性高分子的混合比按重量比小于5:5的情况下，因耐热性降低而无法具有所需的耐高温特性，在混合比按重量比大于8:2的情况下，则强度降低，发生纺丝故障。

在本发明中，当准备纺丝溶液时，若高分子为耐热性高分子物质和膨润性高分子物质的混合高分子，则可使用单一溶剂或混合高沸点溶剂和低沸点溶剂的两种成分类混合溶剂。在此情况下，优选地，两种成分类混合溶剂与整体高分子物质之间的混合比按重量比被设定为约8:2。

当使用单一溶剂时，考虑存在根据高分子的种类而出现溶剂难以挥发的情况，本发明可在纺丝工序之后执行后述的如下工序，即，经由借助前置加热器形成的预干燥区间(Pre-AirDryZone)，对在多孔性纳米纤维网的表面残留的溶剂和水分的量进行调节的工序。

在溶解于溶剂来形成纺丝溶液之后，可利用电纺丝方法进行纺丝，由此形成纳米纤维的任何一种纤维成型性聚合物均可作为高分子来使用。

可用于本发明的耐热性高分子树脂为用于进行电纺丝而可溶解于有机溶剂、熔点达到180℃以上的树脂，例如，可使用聚丙烯腈(PAN，polyacrylonitrile)、聚酰胺(polyamide)、聚酰亚胺(Polyimide)、聚酰胺酰亚胺(polyamideimide)、聚(间亚苯基-间苯二甲酰胺)(poly(meta-phenyleneisophthalamide))、聚砜(polysulfone)、聚醚酮(polyetherketone)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(polytrimethyleneterephthalate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate)等芳香族聚酯(polyester)，聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、聚二苯氧基膦(polydiphenoxyphosphazene)、聚{双[2-(2-甲氧基乙氧基)磷酸原]}(poly{bis[2-(2-methoxyethoxy)phosphagen]})等聚磷腈(polyphosphazenes)类，包含聚氨酯(polyurethane)及聚醚聚氨酯(polyetherurethane)的聚氨酯共聚物(polyurethanecopolymer)，醋酸纤维素(celluloseAcetate)、乙酸丁酸纤维素(celluloseacetatebutyrate)、乙酸丙酸纤维素(celluloseacetatepropionate)等。

可用于本发明的膨润性高分子树脂作为在电解液引起膨润的树脂，上述膨润性高分子树脂可借助电纺丝法形成超细纤维，例如，可以为聚偏氟乙烯(PVDF，polyvinylidenefluoride)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(poly(vinylidenefluorideco-hexafluoropropylene))、聚合全氟(polymericperfluoro)、聚氯乙烯(polyvinylchloride)或聚偏二氯乙烯(polyvinylidenechloride)及它们的共聚物，以及包含聚乙二醇烷基醚(polyethyleneglycolalkylethers)及聚二乙二醇烷基醚(polyethyleneglycoldi-alkylethers)的聚乙二醇(polyethyleneglycol)衍生物，包含聚(甲醛-聚合-氧乙烯)(poly(oxymethylene-oligo-oxyethylene)、聚氧化乙烯(polyethyleneoxide)及聚环氧丙烷(polypropyleneoxide)的多氧化物(polyoxide)，包含聚醋酸乙烯酯(polyvinylacetate)、聚(乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯)(poly(vinylpyrrolidone-vinylacetate))、聚苯乙烯(polystyrene)及聚苯乙烯-丙烯腈(polystyrene-acrylonitrile)共聚物、聚丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯(polyacrylonitrile-methylmethacrylate)共聚物的聚丙烯腈(polyacrylonitrile)共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物及它们的混合物。

多孔性纳米纤维网通过如下方法形成，即，在使单一高分子或混合型高分子溶解于溶剂形成混合溶液之后，通过使纺丝溶液被电纺丝，形成由超细纳米纤维构成的多孔性纳米纤维网，之后在低于高分子的熔点的温度下进行压延，从而调节气孔大小和网的厚度而形成多孔性纳米纤维网。

例如，多孔性纳米纤维网由直径为0.3um至1.5um的纳米纤维形成，并且，上述多孔性纳米纤维网的厚度被设定为10um至70um，优选为20um至25um。上述微细气孔的大小被设定为数十um，气孔度被设定为50％至90％。

在此情况下，多孔性基材110可单独使用多孔性无纺布，或根据需要，为加强多孔性纳米纤维网和支撑体的强度，可使多孔性基材110与多孔性无纺布相贴合。例如，多孔性无纺布可使用如下无纺布中的一种，由在作为芯材的聚丙烯(PP，polyprolene)纤维的外周涂敷聚乙烯(PE，polyethylenefiber)纤维的双重结构的聚丙烯/聚乙烯纤维形成的无纺布、由聚对苯二甲酸二乙酯(PET：polyethyleneterephthalate)纤维形成的聚对苯二甲酸二乙酯无纺布、由纤维素纤维形成的无纺布。

之后，将混合碳电极粉末120、粘结剂及溶剂制备而成的碳电极粉末浆料注入于多孔性基材110的微细气孔，使碳电极粉末120固定于多孔性基材110的微细气孔(图3b)。即，用于形成导电性支撑体130而注入于多孔性基材110的微细气孔的碳电极粉末120以如下方法固定于多孔性基材110的微细气孔，即，对小于微细气孔的大小的几微米大小的碳电极粉末120、粘结剂及溶剂进行混合，形成碳电极粉末浆料，之后，使所形成的上述浆料被涂敷或被喷射于多孔性基材110的双面，或使多孔性基材110浸渍于上述碳电极粉末浆料，使得浆料注入于微细气孔，并执行从热风干燥方式及热压接方式中所选择的一种方式或两种方式，使溶剂挥发，从而使碳电极粉末120固定于多孔性基材110的微细气孔。

优选地，碳电极粉末120适用碳类电极粉末，尤其，可使用活性碳粉末(ACP；ActivatedCarbonPowder)、碳纳米管(CNT；CarbonNanoTube)粉末、石墨粉末、气相生长碳纤维(VGCF；VaporGrownCarbonFiber)粉末、碳气凝胶(Carbonaerogel)粉末、聚丙烯腈(PAN；Polyacrylonitrile)或聚偏氟乙烯(PVdF；Polyvinylidenefluoride)等通过使聚合物被碳化来制备的碳纳米纤维(CNF；CarbonNanoFiber)粉末中的至少一种。

并且，为了提高导电性，碳电极粉末120还可含有金属粉末。

其中，只要是导电率优秀的金属就均可用作金属粉末，例如，可使用镍(Ni)、铜(Cu)、不锈钢(SUS)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、铅(Zn)、钼(Mo)、钨(W)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)等金属。

接着，以电解涂敷方法或无电解涂敷方法在多孔性基材110形成涂敷层150，在上述多孔性基材110的微细气孔固定有碳电极粉末120(图3c)。涂敷层150的一部分形成于多孔性基材110的一面，涂敷层150的涂敷物质向位于多孔性基材110的一面的微细气孔渗透。

其中，在形成涂敷层150之前，可进行在多孔性基材110还形成导电性粘结层(未图示)的工序，以便于形成涂敷层150。导电性粘结层具有粘结层的功能，用于进一步保证涂敷层150的导电性。

优选地，导电性粘结层由与涂敷层相同的材料形成，并且，上述导电性粘结层借助溅射、真空蒸镀、离子电镀等物理气相沉积(PVD，PhysicalVaporDeposition)法来形成为1um以下的厚度。

图4为用于说明本发明第一实施例的脱盐装置的示意图。

参照图4，本发明第一实施例的脱盐装置包括：第一蓄电式脱盐电极模块160，包括第一导电性支撑体161和第一涂敷层162，上述第一导电性支撑体161通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成，上述第一涂敷层162涂敷于第一导电性支撑体161的一面；第二蓄电式脱盐电极模块170，包括第二导电性支撑体171和第二涂敷层172，上述第二导电性支撑体171以留有空间的方式与上述第一蓄电式脱盐电极模块160相向，通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成，上述第二涂敷层172涂敷于第二导电性支撑体171的一面；以及无纺布180，位于上述第一蓄电式脱盐电极模块160与第二蓄电式脱盐电极模块170之间的空间，处理水经过上述无纺布180。

第一蓄电式脱盐电极模块160和第二蓄电式脱盐电极模块170为具有极性相互不同的集电体或可产生电位的集电体，例如，第一蓄电式脱盐电极模块160为负极集电体，第二蓄电式脱盐电极模块170为正极集电体。

在无纺布180形成有形状不规则的多个气孔，因而可以以多种方式改变经过第一蓄电式脱盐电极模块160与第二蓄电式脱盐电极模块170之间的处理水的流动方向，从而可借助向第一蓄电式脱盐电极模块160与第二蓄电式脱盐电极模块170之间施加的电位，增加离子的吸附效率。

若在第一蓄电式脱盐电极模块160与第二蓄电式脱盐电极模块170之间施加电位，则借助电引力，使得向脱盐装置的一侧流入的海水或废水等处理水所包含的离子在形成于第一蓄电式脱盐电极模块160的表面和第二蓄电式脱盐电极模块170的表面的双电层吸附于第一蓄电式脱盐电极模块160的表面及第二蓄电式脱盐电极模块170的表面，使得离子被去除，从而使得被净化的净化水向脱盐装置的另一侧排出。在此情况下，借助电引力，固定于多孔性基材的微细气孔的碳电极粉末吸附海水或废水等处理水所包含的离子。

因此，本发明第一实施例的脱盐装置可借助向第一蓄电式脱盐电极模块和第二蓄电式脱盐电极模块施加的电位，从经由无纺布的处理水中吸附离子，从而体现蓄电式的脱盐。

并且，本发明第一实施例的脱盐装置采用超薄型蓄电式脱盐电极模块作为集电体，上述超薄型蓄电式脱盐电极模块包括导电性支撑体和涂敷层，上述导电性支撑体由在微细气孔固定有碳类电极粉末的多孔性基材形成，从而可体现超薄型脱盐装置。

另一方面，若所吸附的离子达到蓄电式脱盐电极模块的蓄电容量，则本发明第一实施例的脱盐装置使电极电位转换为0伏(V)或逆电位，来以装拆的方式对吸附于蓄电式脱盐电极模块的离子进行逆洗，由此可重复使用脱盐装置。

图5为用于说明本发明第二实施例的脱盐装置的示意图，图6为用于说明图5的过滤模块被层叠的结构的示意图。

参照图5，本发明第二实施例的脱盐装置还可包括过滤模块200，上述过滤模块设置于用于排出净化水的脱盐装置的另一端，上述过滤模块200可过滤出重金属离子及细菌性物质。

过滤模块200设置于脱盐装置的另一端，上述过滤模块200可用于去除重金属离子、细菌、微生物等细菌性物质。在此情况下，作为示意图，图5示出过滤模块200从脱盐装置的另一端隔开的状态，但并不局限于此，过滤模块200应以基本上防止第一净化水发生漏水的结构形成，上述第一净化水为经过第一蓄电式脱盐电极模块160与第二蓄电式脱盐电极模块170之间的净化水。例如，过滤模块200可紧贴用于排出第一净化水的脱盐装置的另一端，或上述过滤模块200在第一蓄电式脱盐电极模块160与第二蓄电式脱盐电极模块170之间设置有用于防止第一净化水的漏水的引导件。

过滤模块200包括：银(Ag)网格模块220，用于从在第一蓄电式脱盐电极模块160和第二蓄电式脱盐电极模块170中去除离子的第一净化水去除重金属离子；以及纳米纤维网210，固定于上述银网格模块220，用于从去除了重金属离子的第二净化水(未图示)中过滤细菌性物质。

由于在纳米纤维网210形成有微细气孔，从而在第二净化水经由纳米纤维网210的过程中，使细菌性物质捕集于纳米纤维网。

并且，如图6所示，过滤模块200可体现为由银网格模块220及纳米纤维网210所形成的层叠结构重复层叠而成的结构。

因此，在本发明中，脱盐装置还包括过滤模块，从而可对重金属离子和细菌性物质进行过滤。

另一方面，在本发明中，纳米纤维网210可以为含有银纳米物质的纳米纤维层叠而成的纳米纤维网，即，经过含有银纳米物质的纳米纤维网的净化水通过防止细菌繁殖，从而可增强抗菌特性。

在此情况下，使银纳米物质、高分子物质被有机溶剂溶解，从而制备纺丝溶液，之后，通过执行电纺丝，使得纳米纤维层叠，由此制造纳米纤维网。

以上，以特定的优选实施例为例，示出并说明了本发明，但本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明精神的范围内，本发明可由本发明所属技术领域的普通技术人员实施多种变更及修改。

产业上的可利用性

本发明采用超薄型蓄电式脱盐电极模块作为集电体，上述超薄型蓄电式脱盐电极模块包括导电性支撑体和涂敷层，上述导电性支撑体由碳电极粉末固定于微细气孔的多孔性基材形成，从而提供超薄型脱盐装置。

Claims (15)

1.一种蓄电式脱盐电极模块，其特征在于，包括：

导电性支撑体，通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成；以及

涂敷层，涂敷于上述导电性支撑体的一面。

2.根据权利要求1所述的蓄电式脱盐电极模块，其特征在于，上述多孔性基材为纳米纤维网或无纺布，上述纳米纤维网由被电纺丝的纳米纤维积聚而成。

3.根据权利要求1所述的蓄电式脱盐电极模块，其特征在于，还包括介于上述碳电极粉末与多孔性基材之间的粘结剂。

4.根据权利要求1所述的蓄电式脱盐电极模块，其特征在于，上述碳电极粉末为活性碳粉末、碳纳米管粉末、石墨粉末、气相生长碳纤维粉末、碳气凝胶粉末以及通过使聚合物碳化来制备的碳纳米纤维粉末中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的蓄电式脱盐电极模块，其特征在于，上述碳电极粉末中还含有金属粉末。

6.根据权利要求1所述的蓄电式脱盐电极模块，其特征在于，在上述多孔性基材的微细气孔渗透有上述涂敷层的涂敷物质。

7.一种蓄电式脱盐电极模块的制造方法，其特征在于，包括：

准备具有微细气孔的多孔性基材的步骤；

向上述多孔性基材的微细气孔注入碳电极粉末浆料的步骤，上述碳电极粉末浆料由碳电极粉末、粘结剂及溶剂混合而成；

使上述碳电极粉末固定于上述多孔性基材的微细气孔的步骤；以及

在碳电极粉末固定于微细气孔的多孔性基材形成涂敷层的步骤。

8.根据权利要求7所述的蓄电式脱盐电极模块的制造方法，其特征在于，上述多孔性基材为纳米纤维网或无纺布，上述纳米纤维网由被电纺丝的纳米纤维积聚而成。

9.根据权利要求7所述的蓄电式脱盐电极模块的制造方法，其特征在于，在上述向上述多孔性基材的微细气孔注入碳电极粉末浆料的步骤中，通过在上述多孔性基材的双面进行涂敷工序或喷射工序，或者通过进行将上述多孔性基材浸渍于上述碳电极粉末浆料的工序，来向上述多孔性基材的微细气孔注入碳电极粉末浆料。

10.根据权利要求7所述的蓄电式脱盐电极模块的制造方法，其特征在于，在上述使上述碳电极粉末固定于上述多孔性基材的微细气孔的步骤中，对所注入的上述碳电极粉末浆料执行选自热风干燥及热压接中的一种或两种，使上述溶剂挥发，从而使上述碳电极粉末固定于上述多孔性基材的微细气孔。

11.一种脱盐装置，其特征在于，包括：

第一蓄电式脱盐电极模块，包括第一导电性支撑体和第一涂敷层，上述第一导电性支撑体通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成，上述第一涂敷层涂敷于上述第一导电性支撑体的一面；

第二蓄电式脱盐电极模块，包括第二导电性支撑体和第二涂敷层，上述第二导电性支撑体以留有空间的方式与上述第一蓄电式脱盐电极模块相向，通过将碳电极粉末注入并固定于多孔性基材的微细气孔而成，上述第二涂敷层涂敷于上述第二导电性支撑体的一面；以及

无纺布，位于上述第一蓄电式脱盐电极模块与第二蓄电式脱盐电极模块之间的空间，处理水经过上述无纺布。

12.根据权利要求11所述的脱盐装置，其特征在于，还包括过滤模块，上述过滤模块设置于上述处理水所包含的离子在上述第一蓄电式脱盐电极模块及第二蓄电式脱盐电极模块被吸附并被净化而成的净化水的排出区域，上述过滤模块能够从上述净化水中过滤重金属离子及细菌性物质。

13.根据权利要求12所述的脱盐装置，其特征在于，上述过滤模块包括：

银网格模块，用于从上述净化水中去除重金属离子；以及

纳米纤维网，固定于上述银网格模块，用于从去除了上述重金属离子的净化水中过滤细菌性物质。

14.根据权利要求13所述的脱盐装置，其特征在于，上述过滤模块具有由上述银网格模块及上述纳米纤维网的层叠结构重复层叠而成的结构。

15.根据权利要求13所述的脱盐装置，其特征在于，上述纳米纤维网为含有银纳米物质的纳米纤维层叠而成的纳米纤维网。