[發(fā)明專利]一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜及制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810077456.6
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN108306035A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶;廖健淞
• 申請（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/1016
• 分類號(hào): H01M8/1016
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜，其特征在于，所述電解質(zhì)膜為：以多孔金屬氧化物陶瓷為基本三維骨架，硅氧烷磷酸酯電解質(zhì)活性材料浸潤所述多孔陶瓷膜表面和內(nèi)部形成的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，工作時(shí)所述硅氧烷磷酸酯電解質(zhì)活性材料為質(zhì)子傳播提供通道。

2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜，其特征在于，所述多孔金屬氧化物陶瓷為氧化鎂陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鈦陶瓷中的一種或兩種以上的組合，所述多孔金屬氧化物陶瓷孔徑為10-300微米。

3.一種如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，采用多孔金屬氧化物陶瓷粉末作為三維骨架的原料，有機(jī)硅烷、二甲基短鏈磷酸酯作為活性材料的原料，具體制備方法如下：

（1）將70-93.8質(zhì)量份有機(jī)硅烷與6.2-30質(zhì)量份的二甲基短鏈磷酸酯均勻混合，控制條件為攪拌速度大于100轉(zhuǎn)/分鐘，溫度為100-170℃，在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下攪拌，氮?dú)饬髁繛?-50mL/分鐘，攪拌完成后，冷卻至室溫，抽真空至300-800Pa，除去黏性混合物中的氣泡，獲得黏性混合物；

（2）向所述黏性混合物中加入濃硝酸，進(jìn)行縮合反應(yīng)，充分反應(yīng)后過濾烘干得到凝膠狀材料；

（3）將所述凝膠狀材料均勻涂覆在多孔金屬氧化物陶瓷表面，壓制后放入真空干燥爐在120℃條件下進(jìn)行反復(fù)正壓干燥使薄膜致密，獲得陶瓷復(fù)合硅氧烷磷酸酯電解質(zhì)膜。

4.如權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)硅烷的粘度為45-400mPa·s，所述有機(jī)硅烷為四甲基硅烷、二甲基二乙基硅烷、六甲基二硅氧烷、環(huán)甲基硅氧烷中的一種。

5.如權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，二甲基短鏈磷酸酯的粘度為22-101mPa·s，所述二甲基短鏈磷酸酯為二甲基氯乙基磷酸酯、二甲基乙基磷酸酯、二甲基羥乙基磷酸酯、二甲基三氯乙基磷酸酯、二甲基硫代磷酸酯、二甲基乙烯基磷酸酯、二甲基丙基磷酸酯中的一種。

6.如權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，所述濃硝酸與有機(jī)硅烷的摩爾比為1:100-150，濃硝酸的質(zhì)量濃度為90%-98%。

7.如權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，所述涂覆過程中保持多孔金屬氧化物的溫度為70-100℃，便于有機(jī)硅氧烷磷酸酯滲入多孔金屬氧化物孔隙。

8.如權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，所述壓制工藝為采用壓力設(shè)備，控制壓力為1-30kPa，防止破壞多孔金屬氧化物陶瓷骨架。

9.如權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合有機(jī)硅氧烷磷酸酯燃料電池電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，所述正壓干燥為采用熱風(fēng)介質(zhì)，控制熱風(fēng)溫度為120℃，風(fēng)速為10-30m/s，人工加速干燥薄膜。