[發(fā)明專利]由PFSA和磺化PFCB聚合物的混合物組成的聚合電解質(zhì)膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910149724.1
• 申請(qǐng)日: 2009-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101629003A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·J·富勒;S·M·麥金農(nóng);M·R·舍內(nèi)韋斯;C·S·吉特爾曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司
• 主分類號(hào): C08L27/12
• 分類號(hào): C08L27/12;H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

技術(shù)領(lǐng)域

所公開(kāi)的內(nèi)容涉及的領(lǐng)域包括聚合物電解質(zhì)和燃料電池。?

背景技術(shù)

聚合物電解質(zhì)在電化學(xué)器件例如電池(組)和燃料電池中扮演著重要角色。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的性能，聚合物電解質(zhì)必須在高的和低的相對(duì)濕度下都保持高離子導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的產(chǎn)品壽命和堅(jiān)固性，該聚合物電解質(zhì)還需要具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性。氟化隨機(jī)共聚物已經(jīng)用作燃料電池的電解質(zhì)。然而，由于它們內(nèi)部的隨機(jī)鏈結(jié)構(gòu)，隨機(jī)共聚物在高濕度下不會(huì)發(fā)生水膨脹并且在低濕度下不會(huì)膜收縮。隨機(jī)共聚物膜缺乏機(jī)械穩(wěn)定性以耐受運(yùn)行中的燃料電池的水合作用和脫水作用。這樣，需要一種性能改善的聚合物電解質(zhì)，在寬的濕度范圍條件下保持機(jī)械性能和高離子傳導(dǎo)性。?

因此，期望一種改進(jìn)的聚合物電解質(zhì)分子結(jié)構(gòu)以及合成這樣的聚合物電解質(zhì)的方法。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過(guò)提供聚合物混合物的至少一個(gè)實(shí)施例來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，該聚合物混合物包括具有環(huán)丁基部分的第一聚合物以及具有如下化學(xué)部分的第二聚合物：?

本發(fā)明的其他示例性實(shí)施例從之后提及的詳細(xì)說(shuō)明中會(huì)變得顯而易見(jiàn)?？梢岳斫獾氖?，雖然公開(kāi)了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是該詳細(xì)說(shuō)明和具體示例僅僅是出于描述的目的而并不是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。?

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的示例性實(shí)施例結(jié)合詳細(xì)說(shuō)明和所附附圖會(huì)更加容易理解，其中：?

圖1提供了引入了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的聚合物的燃料電池的示意圖。?

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選組合物、實(shí)施例和方法，其構(gòu)成了當(dāng)前發(fā)明人所知的實(shí)施的本發(fā)明的最佳模式。附圖不需按比例。然而，應(yīng)該知道的是，所公開(kāi)的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示例，能以多種和可選的形式來(lái)具體化。所以，所公開(kāi)的具體細(xì)節(jié)不應(yīng)認(rèn)為是限制，而僅僅是對(duì)于本發(fā)明的各個(gè)方面的代表性基準(zhǔn)和/或作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員靈活實(shí)施本發(fā)明的代表性基準(zhǔn)。?

除這些示例或者其他明顯的指示之外，本發(fā)明中指示材料的量或者反應(yīng)條件和/或用途的所有的數(shù)據(jù)可以理解為由描述本發(fā)明最大范圍的單詞“大約”來(lái)修正。在所陳述的多個(gè)限定中的實(shí)施通常是優(yōu)選的。同樣，相反地，除非清楚地陳述：百分比、“部分”、和比率值是指重量；短語(yǔ)“聚合物”包括“低聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”等；材料的族或分類的說(shuō)明對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的目的是合適的或優(yōu)選的，意味著該族或分類的任兩個(gè)或多個(gè)的混合物是同樣合適的或優(yōu)選的；在說(shuō)明書(shū)中指定任何組合物的時(shí)候，化學(xué)術(shù)語(yǔ)的要素說(shuō)明指該要素，而不必排除混合物一旦被混合的要素之間的化學(xué)相互作用；首字母縮寫(xiě)詞或其他縮寫(xiě)詞的第一個(gè)定義用于該同樣縮寫(xiě)詞的所有后續(xù)應(yīng)用并對(duì)初始定義的縮寫(xiě)詞的普通合乎文法的改變已作必要的修正；并且，除非明顯聲明是相反的，由同樣技術(shù)確定的性能測(cè)量，作為對(duì)于同樣的性能的之前或之后的參考。?

同樣可以理解的是，本發(fā)明不限于下述的特定實(shí)施例和方法，當(dāng)然，具體成分和/或條件是可變的。而且，在此所用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例并不是作為任何形式的限定。?

也必須注意的是，在用于具體的和所附權(quán)利要求中時(shí)，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一個(gè)”和“該”具有多種指示對(duì)象，除了文中清楚指明的之外。例如，對(duì)于單數(shù)形式成分的參數(shù)是指具有多種成分。?

全部該申請(qǐng)，提及了多個(gè)出版物，將這些出版物的全文公開(kāi)引入本申請(qǐng)作為參考，以更充分的說(shuō)明本發(fā)明所屬的現(xiàn)有技術(shù)。?

參見(jiàn)圖1，提供了引入包括本發(fā)明的聚合物的聚合物電解質(zhì)的燃料電池。PEM燃料電池10包括位于陰極催化劑層14和陽(yáng)極催化劑層16之間的聚合物離子導(dǎo)電膜12。聚合物離子導(dǎo)電膜12包括下述聚合物中的一種或多種。燃料電池10還包括導(dǎo)電板20、22，氣體流道60和66，以及氣體擴(kuò)散層24和26。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，一種聚合物混合物包括具有環(huán)丁基部分的第一聚合物以及具有如下化學(xué)部分的第二聚合物：?