[发明专利]膜以及具有粘结促进层的膜电极组件

权利要求书

1.一种膜电极组件(MEA)，其包含：

a.包含第一离子导电聚合物和具有第一和第二表面的聚合物电解质膜(PEM)；

b.包含第二离子导电聚合物和催化剂的第一催化剂层，其中所述催化剂层具有第一表面，和

c.与所述PEM的第一表面和所述催化剂的第一表面接触的粘结促进层，其中所述粘结促进层包含离子导电粘合剂组合物。

2.权利要求1的MEA，其中所述催化剂层起到电极的作用。

3.权利要求1的MEA，其中所述离子导电粘合剂组合物包含所述第一或所述第二离子导电聚合物中的至少一种。

4.权利要求3的MEA，其中所述粘合剂组合物进一步包含分散在所述第一或所述第二离子导电聚合物中的无机颗粒。

5.权利要求4的MEA，其中所述无机颗粒选自石墨的和无定形的碳粉，以及硅、钛和锆的氧化物。

6.权利要求4的MEA，其中所述无机颗粒的平均直径在20nm到2000nm之间。

7.权利要求1的MEA，其中所述离子导电粘合剂组合物包含两种或更多种离子导电聚合物。

8.权利要求7的MEA，其中至少一种所述离子导电聚合物包含所述第一或所述第二离子导电聚合物。

9.权利要求7的MEA，其中所述离子导电聚合物包含所述第一和所述第二离子导电聚合物。

10.权利要求1的MEA，其中所述粘合剂组合物进一步包含T_m或T_g低于200℃的非离子聚合物。

11.权利要求1的MEA，其中所述粘合剂组合物含有包含在所述粘结促进层中的小孔。

12.权利要求1的MEA，其中所述粘结促进层的厚度在200nm到5000nm之间。

13.权利要求1的MEA，其中所述催化剂层与所述PEM通过所述粘结促进层的粘结力大于所述电极与所述PEM无粘结促进层的粘结力。

14.一种制造膜电极组件(MEA)的方法，其包括：

a.提供包含第一离子导电聚合物并具有第一和第二表面的聚合物电解质膜(PEM)和具有第一表面并包含第二离子导电聚合物的第一催化剂层；

b.将离子导电粘合剂组合物至少施加于所述PEM的第一表面或所述催化剂层的第一表面；和

c.紧密靠近放置所述PEM和所述催化剂层，从而在所述PEM的第一表面及所述催化剂层的第一表面之间形成粘结促进层，以形成MEA。

15.权利要求14的方法，其中所述催化剂层起到电极的作用。

16.权利要求14的方法，进一步包括：

a.提供包含第三离子导电聚合物和催化剂的第二催化剂层，其中所述催化剂层包含第一表面；

b.将离子导电粘合剂组合物至少施加于所述PEM的第二表面或所述第二催化剂层的第一表面；和

c.紧密靠近放置所述PEM与所述第二催化剂，从而在所述PEM的第二表面及所述第二催化剂层的第一表面之间形成粘结促进层，以形成MEA。

17.权利要求14的方法，其中所述MEA在温度120～170℃，压力25～120kg/cm²进行热处理。

18.权利要求14的方法，其中所述离子导电粘合剂组合物包含所述第一或所述第二离子导电聚合物中的至少一种。

19.权利要求18的方法，其中所述离子导电粘合剂组合物进一步包含分散在所述离子导电聚合物中的无机颗粒。

20.权利要求19的方法，其中所述无机颗粒选自石墨的或无定形的碳粉以及硅、钛和锆的氧化物。

21.权利要求14的方法，其中所述离子导电粘合剂组合物包含两种或更多种离子导电聚合物。

22.权利要求21的方法，其中至少一种所述离子导电粘合剂组合物包含所述第一或所述第二离子导电聚合物。

23.权利要求14的方法，其中所述离子导电粘合剂组合物进一步包含T_m或T_g低于200℃的非离子聚合物。