组合物、复合物、电极、复合膜及燃料电池的制作方法

文档序号:3628627阅读:158来源:国知局
专利名称:组合物、复合物、电极、复合膜及燃料电池的制作方法
技术领域
本公开内容涉及组合物、由所述组合物制备的复合物、使用所述组合物或所述复合物的电极、包括所述复合物的复合膜、和包括所述复合膜的燃料电池。
背景技术
根据所使用的电解质和燃料的类型,燃料电池可分为聚合物电解质膜燃料电池(“PEMFC”)、直接甲醇燃料电池(“DMFC”)、磷酸燃料电池(“PAFC”)、熔融碳酸盐燃料电池(“MCFC”)、或者固体氧化物燃料电池(“S0FC”)。PEMFC在100°C或更高的温度下运行,且与在低温下运行的燃料电池相反,PEMFC不需要增湿器。PEMFC还已知在水供应的控制方面是便利的和在高温下的系统运行方面是高度可靠的。而且,PEMFC可由于它们在高温下运行而变得对燃料电极可出现的一氧化碳(CO)中毒更具耐久性,并且因此,对于其可使用简化的重整器。这些优点使得对于在高温和在非增湿条件中的使用,PEMFC越来越受欢迎。由于存在如上所述的提高PEMFC的运行温度的当前趋势,在高温下能运行的燃料电池正引起更多的关注。然而,迄今为止已经开发的燃料电池的电解质膜未呈现出在高温下令人满意的机械强度和耐久性。因此,在它们的进一步改进方面仍然存在需要。

发明内容
提供组合物、由所述组合物制备的复合物、使用所述组合物或者所述复合物的电极、使用所述复合物的复合膜、制备所述复合膜的方法、以及包括所述组合物、所述复合物或所述复合膜的高性能燃料电池。另外的方面将部分地在以下描述中阐明并且部分地将由所述描述明晰,或者可通过所提供的实施方式的实践而获知。根据本公开内容的一个方面, 提供组合物,其包括:由下式I表示的化合物的至少一种,和能交联的化合物:式I
权利要求
1.组合物,其包括由式I表示的化合物的至少一种和能交联的化合物: 式1
2.权利要求1的组合物,其中,所述由式I表示的化合物的至少一种包括由式2表示的化合物的至少一种、或者由式3表示的化合物的至少一种: 式2
3.权利要求1的组合物,其中,所述由式I表示的化合物的至少一种包括如下的至少一种:由式2Α表不的化合物、由式2Β表不的化合物、由式2C表不的化合物和由式2D表不的化合物: 式2Α
4.权利要求3的组合物,包括1-5重量%的式2A的化合物、30-35重量%的式2B的化合物、20-25重量%的式2C的化合物、和40-45重量%的式2D的化合物。
5.权利要求3的组合物,包括3重量%的式2A的化合物、34重量%的式2B的化合物、22重量%的式2C的化合物、和41重量%的式2D的化合物。
6.权利要求1的组合物,其中,所述由式I表示的化合物的至少一种包括如下的至少一种:由式3A表不的化合物、由式3B表不的化合物、由式3C表不的化合物、由式3D表不的化合物、或由式3E表示的化合物:
7.权利要求1的组合物,其中所述组合物进一步包括由式4-9表示的化合物的至少一种: 式4
8.权利要求2的组合物,其中所述式I的化合物的至少一种的量为5重量份 60重量份,基于100重量份的所述能交联的化合物。
9.权利要求7的组合物,其中所述式4 9的化合物的至少一种的量为5重量份 70重量份,基于100重量份的所述能交联的化合物。
10.权利要求1的组合物,其中所述能交联的化合物包括如下的至少一种:基于唑的聚合物、聚囔唑、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜和聚酮。
11.权利要求10的组合物,其中所述基于唑的聚合物包括2,5-聚苯并咪唑、聚(2,2’-(间-亚苯基)-5,5’-双苯并咪唑)、或聚(2,2’-(对-亚苯基)-5,5’-双苯并咪唑)。
12.权利要求1的组合物,进一步包括基于磷酸的材料。
13.权利要求12的组合物,其中所述基于磷酸的材料的量为I重量份 500重量份,基于100重量份的所述式I的化合物的至少一种。
14.复合物,其为根据权利要求1-13中任一项的组合物的聚合产物。
15.复合膜,其包括权利要求14的复合物。
16.用于燃料电池的电极,所述电极包括根据权利要求1-13中任一项的组合物、或者根据权利要求14的复合物。
17.燃料电池,包括:阴极; 阳极;和 设置在所述阴极和所述阳极之间的电解质膜, 其中所述电解质膜包括权利要求15的复合膜。
18.燃料电池,包括:阴极; 阳极;和 设置在所述阴极和所述阳极之间的电解质膜, 其中所述阴极和所述阳极的至少一个包括根据权利要求1-13中任一项的组合物、或者根据权利要求14的复合物。
19.制造复合膜的方法,所述方法包括: 将由式I表示的化合物的至少一种和能交联的化合物混合以获得组合物;和涂布和热处理所述组合物以获得复合膜,其包括作为包括所述由式I表示的化合物的至少一种和所述能交联的化合物的所述组合物的聚合产物的复合物: 式I
20.权利要求19的方法,其中所述组合物进一步包括由式4-9表示的化合物的至少一种:
21.权利要求20的方法,其中所述组合物进一步包括基于磷酸的材料。
全文摘要
本发明提供组合物、复合物、电极、复合膜及燃料电池,具体地,提供包括选自由下式1表示的化合物的至少一种和能交联的化合物的组合物、由所述组合物获得的复合物、包括所述组合物或者所述复合物的电极、包括所述复合物的复合膜、和包括所述复合膜的燃料电池。其中,在式1中,a和R如说明书中所定义。
式1。
文档编号C08K3/32GK103113742SQ20121046457
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者金起炫, 许弼源, 朴灿镐, 崔成宇 申请人:三星电子株式会社
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