[發(fā)明專利]一種高耐受性的燃料電池膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110438865.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN102522576A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐軍柯;張永明;張恒;龐桂花;申玉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東東岳高分子材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/02
• 分類號(hào): H01M8/02;H01M2/16;C08L29/10;C08L27/18;C08L43/02;C08K5/3432;C08K5/3437;C08J5/18
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

1.一種高耐受性的燃料電池膜，是全氟離子交換樹脂形成的膜，膜中添加了至少一種降解含氧自由基添加劑，所述的全氟離子交換樹脂選自全氟磺酸樹脂、全氟磷酸樹脂、全氟磺酸-全氟磷酸共聚樹脂的一種或幾種的混合；

所述的降解含氧自由基添加劑是下列之一：

a.下式(VI)所示的衍生物的一種或幾種：

其中R₁選自O(shè)H、OCH₃、OC₂H₅、或基團(tuán)；

R₂，R₃分別選自H，CH₃或C₂H₅；

b.4，6二羥基喹啉及其衍生物，如式(VII)所示：

其中R₄、R₅分別選自O(shè)H、OCH₃、OC₂H₅、或基團(tuán)；

c.喹啉硼酸，如式(E)所示：

d.異喹啉硼酸，如式(F)所示：

e.上述式(VI)、式(VII)、式(E)、式(F)所示物質(zhì)的金屬元素絡(luò)合物；所述的金屬元素選自W、Zr、Ir、Y，Mn、Ru、Ce、V、Zn、Ti、La中的一種或幾種，所述的金屬元素優(yōu)選Mn、Ce、La或Ru。

2.如權(quán)利要求1所述的高耐受性的燃料電池膜，其特征在于所述的全氟磺酸樹脂是由下列式(I)、(II)、(III)、(IV)功能單體中的一種或幾種與四氟乙烯多元共聚得到的聚合物經(jīng)水解酸化制得，聚合物的分子量在14萬～50萬之間；

F₂C＝CFOCF₂CF₂CF₂SO₂F

(II)；

F₂C＝CFOCF₂CF₂SO₂F

(III)

F₂C＝CFOCF₂CF₂CF₂CF₂SO₂F

(IV)。

3.如權(quán)利要求1所述的高耐受性的燃料電池膜，其特征在于所述的全氟磷酸樹脂是由式(V)所示單體與四氟乙烯共聚得到的聚合物經(jīng)酸化水解制得；

4.如權(quán)利要求1所述的高耐受性的燃料電池膜，其特征在于所述的全氟磺酸-全氟磷酸共聚樹脂是由選自上述式(I)、(II)、(III)、(IV)中的一種或幾種單體與式(V)和四氟乙烯進(jìn)行多元共聚，共聚得到的聚合物經(jīng)水解酸化制得。

5.如權(quán)利要求1所述的高耐受性的燃料電池膜，其特征在于所述的全氟離子交換樹脂的交換容量在0.85～1.60mmol/g，優(yōu)選1.05～1.55mmol/g。

6.如權(quán)利要求1所述的高耐受性的燃料電池膜，其特征在于所述的降解含氧自由基添加劑的含量占燃料電池膜重量的0.1％～20％，優(yōu)選1～8％，重量百分?jǐn)?shù)。

7.如權(quán)利要求1所述的高耐受性的燃料電池膜，其特征在于燃料電池膜中還含有聚四氟乙烯微孔膜增強(qiáng)材料；優(yōu)選的，聚四氟乙烯微孔膜的空隙率75～95％，進(jìn)一步優(yōu)選85～95％，孔徑0.10～5微米，優(yōu)選0.5～2微米。

8.權(quán)利要求1所述的高耐受性燃料電池膜的制備方法，先將全氟離子交換樹脂分散在溶劑中，制得分散液，加入降解含氧自由基添加劑，得混合液；然后：

A.將所述混合液采用溶液流延、溶液澆注、絲網(wǎng)印刷工藝、旋涂、噴涂或浸漬的方法在承載體上成膜，加熱使溶劑揮發(fā)即得。