[發明專利]由具有全氟磺酸側基的聚全氟環丁烷以及與聚偏二氟乙烯的摻混物制成的聚電解質膜有效
| 申請號： | 201010265002.5 | 申請日： | 2010-08-26 |
| 公開（公告）號： | CN102002135A | 公開（公告）日： | 2011-04-06 |
| 發明（設計）人： | T·J·富勒;S·M·麥金農;M·R·謝內魏斯 | 申請（專利權）人： | 通用汽車環球科技運作公司 |
| 主分類號： | C08F293/00 | 分類號： | C08F293/00;C08F8/22;C08F8/36;C08L53/00;C08L27/16;H01M8/02;H01M2/16 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 曹小剛;李連濤 |
| 地址： | 美國密*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 具有 全氟磺酸側基 聚全氟環 丁烷 以及 聚偏二氟 乙烯 摻混物 制成 電解 質膜 | ||
技術領域
本發明總的來講涉及的領域包括聚合物電解質和燃料電池。?
背景技術
聚合物電解質在電化學裝置(例如電池組和燃料電池)中起著重要作用。為了實現最佳的性能，該聚合物電解質必須在高的和低的相對濕度下都維持高的離子傳導率和機械穩定性。該聚合物電解質也需要優異的化合物穩定性以獲得長的產品壽命和耐用。已經開發了氟化的無規共聚物用作燃料電池的電解質。然而，由于其固有的無規鏈構造，無規共聚物典型地在高濕度下會發生水膨脹，而在低濕度下會發生過度的膜收縮。無規共聚物膜缺乏用于耐受正運行的燃料電池內的水合和脫水的嚴格性的機械耐久性。因此，需要在寬范圍的濕度條件下維持耐久的機械性質和高的離子傳導率的改進的聚合物電解質。?
因此，需要改進的聚合物電解質分子體系結構和合成這種聚合物電解質的方法。?
發明內容
本發明通過在至少一種實施方案中提供包括具有式1的聚合物鏈段的聚合物解決了現有技術的一個或多個問題：?
其中：?
Z1是供質子基團，例如-SO2X、-PO3H2或-COX，以及類似物；?
E1是含芳香族的部分；?
A不存在或是O或具有碳主鏈的增鏈部分(chain?extender)。在變體中，A包括醚鍵；?
X是-OH、鹵素、酯或?
P1、P2各自獨立地為不存在、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、-NH-、NR2-或-R3-；?
R2是C1-25烷基、C1-25芳基或C1-25亞芳基；?
R3是C1-25亞烷基、C1-25全氟亞烷基或C1-25亞芳基；?
R4是三氟甲基、C1-25烷基、C1-25全氟亞烷基、C1-25芳基或另一E1基團；和?
Q1是氟化的環丁基部分。?
在另一實施方案中，提供了包括具有聚合物鏈段1的聚合物的離子傳導膜。?
本發明進一步體現在如下方面：?
1.用于燃料電池的聚合物，該聚合物包括聚合物鏈段1：?
其中：?
Z1是-SO2X、-PO3H2或-COX；?
E1是含芳香族的部分；?
A不存在或是O或具有碳主鏈的增鏈部分；?
X是-OH、鹵素、酯或?
P1、P2各自獨立地為不存在、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、-NH-、NR2-或-R3-；?
R2是C1-25烷基、C1-25芳基或C1-25亞芳基；?
R3是C1-25亞烷基、C1-25全氟亞烷基或C1-25亞芳基；?
R4是三氟甲基、C1-25烷基、C1-25全氟亞烷基、C1-25芳基或另一E1基團；和?
Q1是氟化的環丁基部分。?
2.方面1的聚合物，其中聚合物鏈段1重復j次。?
3.方面1的聚合物，其中j為1～10000。?
4.方面2的聚合物，進一步包括具有式4的聚合物嵌段：?
其中：?
k為1～10000；?
E2是含芳香族的部分；?
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