通过电纺氟化离子传导聚合物溶液以形成纤维的聚集物，从而形成用于燃料电池或蓄电池应用的纤维片材。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于制造燃料电池膜、气体扩散介质、燃料电池电极和蓄电池隔板的方法。
技术介绍
在蓄电池应用中，多孔板被用作隔板。蓄电池隔板是多孔板，其插在流体电解液中的阳极和阴极之间。例如，在锂离子蓄电池中，锂离子(Li+)在放电期间从阳极移动到阴极。 所述蓄电池隔板用以防止电极直接接触而允许离子被传递。一般的现有技术隔板包括由非织造布制造的微孔膜和垫。蓄电池隔板理想中对电池中发生的电化学反应是惰性的。因此， 已经将各种聚合物用于形成蓄电池隔板。在燃料电池的情况中，多孔板被用作气体扩散层和聚电解质膜的支撑物。气体扩散层在质子交换膜燃料电池中起到多种功能。例如，气体扩散层用作扩散装置，用于将反应气体推进到阳极层和阴极层并将产物水传递到流场。气体扩散层也传导电子并将膜电极组件产生的热传给致冷剂，并用作柔软的膜电极组件和坚硬的双极板之间的缓冲层。虽然用于制造燃料电池应用的气体扩散层的现有技术工作良好，但是仍然希望在性能和成本方面实现改善。因此，需要一种改进方法，用于形成燃料电池膜、扩散介质、燃料电池电极和蓄电池隔板。
技术实现思路
通过在至少一个实施方案中提供一种用于形成纤维片材的方法，该纤维片材适用于蓄电池中和燃料电池应用，从而本专利技术解决了现有技术的一种或多种问题。这个实施方案的方法包括步骤提供包含氟化环丁烷聚合物的溶液。将所述溶液电纺(electrospim) 到基材上以在所述基材表面形成纤维涂层。然后将所述纤维涂层形成燃料电池膜、气体扩散介质、燃料电池电极或蓄电池隔板。电纺的聚电解质纳米纤维可形成一种三维互联网络， 并在该体系中存在具有改进的机械性质的第二相。所述聚合物涂层可以通过工业化规模方法，制备成具有受控的厚度和形态学结构。所述方法可用于制备用于燃料电池的支撑体、聚电解质膜、扩散介质和新催化剂，并且也可用于制备蓄电池隔板。具体地说，本专利技术涉及以下内容1. 一种制备具有纤维片材的器件的方法，所述方法包括 提供包含氟化聚合物的溶液；形成纤维的聚集物，所述纤维的聚集物通过电纺所述氟化的离子传导聚合物的溶液而形成；由所述纤维的聚集物形成纤维片材；和将所述纤维片材放置于阳极和阴极之间。2.第1项所述的方法，其还包括将所述纤维片材放置于阳极和阴极之间，其中所述纤维片材是蓄电池隔板。3.第1项所述的方法，其还包括将所述纤维片材放置于催化剂层和金属双极板之间，其中所述纤维片材是气体扩散层。4.第1项所述的方法，其中所述氟化聚合物包括具有全氟环丁基部分 (perfluorocyclobutyl moieties)的聚合物。5.第4项所述的方法，其中所述氟化聚合物包括悬挂的侧链。6.第4项所述的方法，其中所述全氟环丁基部分是权利要求1.一种制备具有纤维片材的器件的方法，所述方法包括 提供包含氟化聚合物的溶液；形成纤维的聚集物，所述纤维的聚集物通过电纺所述氟化的离子传导聚合物而形成； 从所述纤维的聚集物形成纤维片材；和将所述纤维片材放置于阳极和阴极之间。2.权利要求1所述的方法，其还包括将所述纤维片材放置于阳极和阴极之间，其中所述纤维片材是蓄电池隔板。3.权利要求1所述的方法，其还包括将所述纤维片材放置于催化剂层和金属双极板之间，其中所述纤维片材是气体扩散层。4.权利要求1所述的方法，其中所述氟化聚合物包括具有全氟环丁基部分的聚合物。5.权利要求4所述的方法，其中所述氟化聚合物包含聚合物片段1和2:6.权利要求4所述的方法，其中所述氟化聚合物包含聚合物片段3和4: E1-P1-Q1-P.，I3R8(SO3X)dE2-P3-C^-P4 4其中E1, E2各自独立地是含芳基的和/或含脂族基团的部分； X是-0H、卤素、酯或7.权利要求4所述的方法，其中所述氟化聚合物包含聚合物片段5和6: Ei(SOzX)Ci Pi Qi P 2 5E-. mmmm^^^m awawawai Ig^ · ........................ ,Cl2 r3 u2 r4 D它们通过连接基L1连接以形成聚合物单元7和8 Q2—P^tj^M+hiSOzX、一P.,——-€^——}=2^ 7-^E1(S02X)d-P3-Q2-P4^—L1—^E2—P1-Q1-P2^- 8其中E1 (SO2X) d是含磺化芳基的部分； E2是含未磺化芳基的和/或含脂族基团的部分； L1是连接基； X是-0H、卤素、酯或 O d是连接E1的(SO2X)官能团的数量；P” P2、P3、P4 各自独立地是不存在、-0-、-S-、-so-、-co-、-SO2-、-NH-、NR2-、-R3-；和R2是C1-25烷基、C1-25芳基或C1-25亚芳基；R3是C1-25亚烷基、C1-25全氟亚烷基或C1-25亚芳基；R4是三氟甲基、C1-25烷基、C1-25全氟亚烷基、C1-25芳基或另一个E1基团；Q1, ( 各自独立地是氟化的环丁基部分，i是表示聚合物片段5的重复次数的数；和j是表示聚合物片段6的重复次数的数。8.权利要求4所述的方法，其中所述氟化聚合物包含聚合物片段9和10:9.权利要求1所述的方法，其中所述氟化聚合物包含全氟磺酸聚合物。10.通过包括以下步骤的方法制备的纤维片材 提供包含氟化聚合物的溶液；形成纤维的聚集物，所述纤维的聚集物通过电纺所述氟化的离子传导聚合物的溶液而形成；从所述纤维的聚集物形成纤维片材；和将所述纤维片材放置于阳极和阴极之间，其中所述氟化聚合物包含选自以下的组分具有全氟环丁基部分的聚合物、全氟磺酸聚合物及其组合。全文摘要通过电纺氟化离子传导聚合物溶液以形成纤维的聚集物，从而形成用于燃料电池或蓄电池应用的纤维片材。文档编号H01M2/16GK102468467SQ20111036102公开日2012年5月23日 申请日期2011年11月15日 优先权日2010年11月15日专利技术者邹 L., R. 谢内维斯 M., J. 富勒 T. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：L邹，TJ富勒，MR谢内维斯，
申请(专利权)人：L邹，TJ富勒，MR谢内维斯，
类型：发明
国别省市：
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