[發明專利]用于燃料電池的增強復合膜和包括該增強復合膜的膜電極組件

在審

• 申請號: 201380067604.1
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN104871354A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 金娜玲;慎鏞哲;李武錫;李瞳熏;李殷受
• 申請（專利權）人: 可隆工業株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;C08J5/22;H01M8/10
• 代理公司: 北京海智友知識產權代理事務所(普通合伙) 11455
• 代理人: 吳京順;姚志遠

1.一種用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，包括：

多孔支撐體，所述多孔支撐體包括三維不規則且不連續布局的聚合物納米纖維和第一離子導體；和

填充在所述多孔支撐體氣孔內的第二離子導體，

其中，所述第一離子導體以納米纖維形式存在于所述多孔支撐體中，或者，存在于所述聚合物納米纖維中而與所述聚合物一起形成所述納米纖維。

2.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述第一離子導體為具有2.5mmol/g離子交換容量的烴類聚合物。

3.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述第一離子導體選自以磺化聚芳醚砜、磺化聚醚醚酮、磺化聚砜、磺化苯乙烯-丁二烯和其混合物組成的組。

4.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述第一離子導體與所述第二離子導體相同。

5.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述第一離子導體占所述多孔支撐體總重量的5％-50％。

6.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述多孔支撐體包括不溶于有機溶劑的烴類聚合物。

7.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述多孔支撐體包括聚酰亞胺。

8.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述多孔支撐體具有50％-90％的孔隙度。

9.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述第二離子導體為溶于有機溶劑的烴類聚合物。

10.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述第二離子導體選自以磺化聚酰亞胺、磺化聚芳醚砜、磺化聚醚醚酮、磺化聚苯并咪唑、磺化聚砜、磺化聚苯乙烯、磺化聚磷腈和其混合物組成的組。

11.根據權利要求1所述的用于燃料電池的增強復合膜，其特征在于，所述第二離子導體占所述增強復合膜總重量的50％-99％。

12.一種制造用于燃料電池的增強復合膜的方法，其特征在于，包括：

對用于靜電紡絲的組合物進行靜電紡絲，以產生納米纖維網，其中，所述用于靜電紡絲的組合物包括形成多孔支撐體的聚合物的前體和第一離子導體，或者，對包括形成多孔支撐體的聚合物的前體的用于靜電紡絲的組合物和包括第一離子導體的用于靜電紡絲的組合物通過各自的紡絲噴嘴同時進行靜電紡絲，以產生納米纖維網，并化學固化所述納米纖維網以產生多孔支撐體；和

采用第二離子導體填充存在于所述多孔支撐體中氣孔。

13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一離子導體為具有2.5mmol/g離子交換容量的烴類聚合物。

14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述形成多孔支撐體的聚合物為不溶于有機溶劑的烴類聚合物。

15.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述化學固化采用選自以乙酸二酐、吡啶、三乙胺、甲苯磺酸、羥基芐醇、氨基苯酚、羥基苯甲醛、氨基苯甲酸和其混合物組成的組的固化劑實施。

16.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述靜電紡絲通過施加850V/cm-3,500V/cm的電場實施。

17.一種用于燃料電池的膜電極組件，其特征在于，包括：

面對面的陽極和陰極；和

設于所述陽極和陰極之間的聚合物電解質膜，

所述聚合物電解質膜為根據權利要求1-11中任一項所述的增強復合膜。

18.一種包括根據權利要求17所述的膜電極組件的燃料電池。