[發明專利]用于發電的納米纖維無效

申請號：	201110361024.6	申請日：	2011-11-15
公開（公告）號：	CN102468467A	公開（公告）日：	2012-05-23
發明（設計）人：	L.鄒;T.J.富勒;M.R.謝內維斯	申請（專利權）人：	通用汽車環球科技運作有限責任公司
主分類號：	H01M2/16	分類號：	H01M2/16
代理公司：	中國專利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	韋欣華;楊思捷
地址：	美國密***	國省代碼：	美國;US
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于發電納米纖維
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【說明書】：

相關申請的相互參考

本申請要求2010年11月15日提交的美國臨時申請No.?61/413,688的權利，在此將其公開內容整體引入作為參考。

技術領域

本發明涉及用于制造燃料電池膜、氣體擴散介質、燃料電池電極和蓄電池隔板的方法。

背景技術

在蓄電池應用中，多孔板被用作隔板。蓄電池隔板是多孔板，其插在流體電解液中的陽極和陰極之間。例如，在鋰離子蓄電池中，鋰離子（Li⁺）在放電期間從陽極移動到陰極。所述蓄電池隔板用以防止電極直接接觸而允許離子被傳遞。一般的現有技術隔板包括由非織造布制造的微孔膜和墊。蓄電池隔板理想中對電池中發生的電化學反應是惰性的。因此，已經將各種聚合物用于形成蓄電池隔板。

在燃料電池的情況中，多孔板被用作氣體擴散層和聚電解質膜的支撐物。氣體擴散層在質子交換膜燃料電池中起到多種功能。例如，氣體擴散層用作擴散裝置，用于將反應氣體推進到陽極層和陰極層并將產物水傳遞到流場。氣體擴散層也傳導電子并將膜電極組件產生的熱傳給致冷劑，并用作柔軟的膜電極組件和堅硬的雙極板之間的緩沖層。雖然用于制造燃料電池應用的氣體擴散層的現有技術工作良好，但是仍然希望在性能和成本方面實現改善。

因此，需要一種改進方法，用于形成燃料電池膜、擴散介質、燃料電池電極和蓄電池隔板。

發明內容

通過在至少一個實施方案中提供一種用于形成纖維片材的方法，該纖維片材適用于蓄電池中和燃料電池應用，從而本發明解決了現有技術的一種或多種問題。這個實施方案的方法包括步驟：提供包含氟化環丁烷聚合物的溶液。將所述溶液電紡（electrospun）到基材上以在所述基材表面形成纖維涂層。然后將所述纖維涂層形成燃料電池膜、氣體擴散介質、燃料電池電極或蓄電池隔板。電紡的聚電解質納米纖維可形成一種三維互聯網絡，并在該體系中存在具有改進的機械性質的第二相。所述聚合物涂層可以通過工業化規模方法，制備成具有受控的厚度和形態學結構。所述方法可用于制備用于燃料電池的支撐體、聚電解質膜、擴散介質和新催化劑，并且也可用于制備蓄電池隔板。

具體地說，本發明涉及以下內容：

1.?一種制備具有纖維片材的器件的方法，所述方法包括：

提供包含氟化聚合物的溶液；

形成纖維的聚集物，所述纖維的聚集物通過電紡所述氟化的離子傳導聚合物的溶液而形成；

由所述纖維的聚集物形成纖維片材；和

將所述纖維片材放置于陽極和陰極之間。

2.?第1項所述的方法，其還包括將所述纖維片材放置于陽極和陰極之間，其中所述纖維片材是蓄電池隔板。

3.?第1項所述的方法，其還包括將所述纖維片材放置于催化劑層和金屬雙極板之間，其中所述纖維片材是氣體擴散層。

4.?第1項所述的方法，其中所述氟化聚合物包括具有全氟環丁基部分（perfluorocyclobutyl?moieties）的聚合物。

5.?第4項所述的方法，其中所述氟化聚合物包括懸掛的側鏈。

6.?第4項所述的方法，其中所述全氟環丁基部分是：

或