[发明专利]聚合电解质膜中的橡胶裂纹缓和剂

权利要求书

1.用于燃料电池的膜电极组件，该膜电极组件包含：

阳极催化剂层；

阴极催化剂层；和

置于所述阳极催化剂层和所述阴极催化剂层之间的离子传导膜，该离子传导膜包含具有磺酸基团的离子传导聚合物和橡胶颗粒，该橡胶颗粒具有小于600纳米的平均空间尺寸，并且所述橡胶颗粒包含选自聚苯乙烯-聚丁二烯、间同立构聚-1,2-丁二烯及其组合的组分。

2.权利要求1的膜电极组件，其中所述橡胶颗粒的量为所述离子传导膜总重量的0.1-50wt%。

3.权利要求1的膜电极组件，其中所述橡胶颗粒的量为所述离子传导膜总重量的5-10wt%。

4.权利要求1的膜电极组件，其中所述橡胶颗粒具有小于300纳米的平均空间尺寸。

5.权利要求1的膜电极组件，其中所述颗粒是基本上球形的。

6.权利要求5的膜电极组件，其中所述橡胶颗粒在膜中具有50-400纳米的平均直径。

7.权利要求1的膜电极组件，其中所述橡胶颗粒是纤维。

8.权利要求1的膜电极组件，其中所述橡胶颗粒包含由纤维连接的球网络。

9.权利要求1的膜电极组件，其中所述具有磺酸基团的离子传导聚合物包含选自全氟磺酸（PFSA）聚合物、具有全氟环丁基基团的聚合物及其组合的组分。

10.权利要求9的膜电极组件，其中所述具有磺酸基团的离子传导聚合物包含共聚物，所述共聚物含有具有下式的聚合单元和四氟乙烯：

CF₂=CF-(OCF₂CFX¹)_m-O_r-(CF₂)_q-SO₃H

其中m表示0-3的整数；q表示1-12的整数；r表示0或1；X¹表示氟原子或三氟甲基。

11.权利要求9的膜电极组件，其中所述具有磺酸基团的离子传导聚合物包含具有下式的全氟环丁基基团：

或。

12.权利要求9的膜电极组件，其中所述具有磺酸基团的离子传导聚合物包含聚合物链段2和3：

其中：

Z₁不存在或是-SO₂X，-PO₃H₂，或-COX；

E₁是含芳基的基团；

E₂是未磺化的含芳基和/或含脂族基团的基团；

X是-OH，卤素，酯，或

；

d是连接到E₁上的Z₁数目；

P₁，P₂，P₃，P₄各自独立地是：不存在，-O-，-S-，-SO-，-CO-，-SO₂-，-NH-，NR₂-，或-R₃-；

R₂是C_1-25烷基，C_1-25芳基或C_1-25亚芳基；

R₃是C_1-25亚烷基，C_1-25全氟亚烷基，全氟烷基醚，烷基醚，或C_1-25亚芳基；

R₄是三氟甲基，C_1-25烷基，C_1-25全氟亚烷基，C_1-25芳基，或另一个E₁基团；以及

Q₁，Q₂各自独立地是氟化环丁基基团。