[发明专利]用于燃料电池的高分子电解质膜及包括其的膜电极组合件、燃料电池

权利要求书

1.一种用于燃料电池的聚合物电解质膜，包括：

由通过式1表示的聚酰亚胺共聚物构成的膜：

其中A和P的每一个均选自衍生于酸二酐的四价有机基团，

B选自由式2表示的基团：

D选自衍生于芳族二胺的二价有机基团，和

m和n满足关系：0.5≤m/(m+n)≤1.0和0≤n/(m+n)≤0.5；以及

浸渍在所述聚酰亚胺共聚物膜内的酸。

2.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中A和P的每一个均选自以下基团：

3.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中A和P是相同的二酐并具有1∶1的摩尔比。

4.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中A和P是不同的二酐并具有1∶1的摩尔比。

5.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中D选自以下基团：

6.一种用于燃料电池的聚合物电解质膜，包括：

由通过式6表示的聚酰亚胺共聚物构成的聚合物膜：

其中A和P的每一个均选自以下衍生于酸二酐的四价有机基团：

B选自由式8表示的基团：

D选自衍生于芳族二胺的以下二价有机基团：

选自以下化合物的交联剂的反应产物：

其中R选自脂环、芳族和杂芳族部分，并且环氧化合物具有两个或更多个反应性官能团，R1选自芳族和杂芳族部分，并且胺化合物具有三个或更多个官能团；以及

浸渍在所述聚酰亚胺共聚物膜内的酸。

7.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中具有环氧反应性基团的所述交联剂具有两个至四个官能团并且基于所述聚酰亚胺的固体含量以1～40wt％的量存在。

8.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中具有胺反应性基团的所述交联剂具有三个或四个官能团并且基于所述聚酰亚胺的固体含量以1～40wt％的量存在。

9.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中在所述聚酰亚胺的聚合期间将乙炔基苯胺引入所述聚酰亚胺的末端单体并且以2～20mol％的量使用。

10.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中在所述聚酰亚胺的聚合期间将马来酸酐引入所述聚酰亚胺的末端单体并且以2～20mol％的量使用。

11.一种膜电极组合件，包括：

根据权利要求1～10中任意一项所述的聚合物电解质膜，

通过沉积涂敷在所述聚合物电解质膜的两个表面上的催化剂层，和

设置在所述各个催化剂层外表面上的气体扩散层。

12.一种燃料电池，包括：

根据权利要求11所述的膜电极组合件，和

布置在所述膜电极组合件两侧面上的双极板。