[發明專利]一種新能源汽車燃料電池用聚電解質膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201910016166.5
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109830726B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 楊記周
• 申請（專利權）人: 義烏市倩飛科技有限公司
• 主分類號: H01M8/1069
• 分類號: H01M8/1069;H01M8/1072;H01M8/1044;C08F283/00;C08F220/42
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1.一種新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

Ⅰ1-金剛烷基羥基取代甲基-2-氟咪唑的制備：將1-金剛烷甲醛、堿性催化劑加入到高沸點溶劑中，在氮氣或惰性氣體氛圍下-20～-40℃下攪拌30-40分鐘，再向其中加入2-氟咪唑，攪拌反應4-6小時，后升至室溫，用水洗滌產物3-5次，再旋蒸除去水，得到1-金剛烷基羥基取代甲基-2-氟咪唑；

Ⅱ聚合型環丁基取代咪唑鹽的制備：將經過步驟Ⅰ制備得到的1-金剛烷基羥基取代甲基-2-氟咪唑、1,1,2-三氟-2-氯-3-甲基-3-乙烯基環丁烷加入二氯甲烷中，在30-40℃下攪拌反應6-8小時，后旋蒸除去二氯甲烷，得到聚合型環丁基取代咪唑鹽；

Ⅲ聚電解質膜材料的制備：將經過步驟Ⅱ制備得到的聚合型環丁基取代咪唑鹽、N-乙烯基鄰苯亞胺、3-(4-氟苯基)-2-丙烯腈、1,8-雙乙烯基全氟辛烷、引發劑混合均勻，超聲15-20分鐘，后加入模具中，置于氮氣氛圍下的波長為200-250nm的紫外光下照射40-50分鐘，得到聚電解質膜材料；

Ⅳ離子交換：將經過步驟Ⅲ制備得到的聚電解質膜材料浸泡在50-60℃下0.5-1mol/LKOH溶液中30-40小時進行離子交換；再將膜用去離子水洗至洗脫液呈中性。

2.根據權利要求1所述的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法，其特征在于，步驟Ⅰ中所述1-金剛烷甲醛、堿性催化劑、高沸點溶劑、2-氟咪唑的質量比為1.91:(0.5-0.8):(10-15):1。

3.根據權利要求1所述的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法，其特征在于，所述高沸點溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法，其特征在于，所述堿性催化劑選自叔丁基醇鉀、氫化鈉、硼基化鋰、硼化三鈉中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體選自氦氣、氖氣、氬氣中的一種。

6.根據權利要求1所述的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法，其特征在于，步驟Ⅱ中所述1-金剛烷基羥基取代甲基-2-氟咪唑、1,1,2-三氟-2-氯-3-甲基-3-乙烯基環丁烷、二氯甲烷的質量比為1.36:1:(10-15)。

7.根據權利要求1所述的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法，其特征在于，步驟Ⅲ中所述聚合型環丁基取代咪唑鹽、N-乙烯基鄰苯亞胺、3-(4-氟苯基)-2-丙烯腈、1,8-雙乙烯基全氟辛烷、引發劑的質量比為1:0.2:0.5:0.1:(0.01-0.03)。

8.根據權利要求1所述的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法，其特征在于，所述引發劑選自安息香乙醚、安息香雙甲醚、安息香異丙醚、安息香丁醚中的一種或幾種。

9.一種采用權利要求1-8任一項所述的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜的制備方法制成的新能源汽車燃料電池用聚電解質膜。