一种多层复合质子交换膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多层复合质子交换膜及其制备方法和应用，所述多层复合质子交换膜其中间层为全氟磺酸聚合物和聚偏氟乙烯混合层，混合层上下均为全氟磺酸聚合物层。本发明专利技术将全氟磺酸树脂和聚偏氟乙烯进行掺杂，从而提高膜的机械强度和抗溶胀性，还具有降低甲醇渗透率的优点。同时在此膜的上下两侧涂覆全氟磺酸聚合物层，可以一定程度的增加复合膜的质子电导率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种多层复合质子交换膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池隔膜
，特别是涉及一种多层复合质子交换膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]燃料电池作为一种能量转化技术，可以将氢气、甲醇、沼气等可再生燃料高效转换为电能，并且不对环境造成污染。近年来，在政府部门的大力倡导下，燃料电池在新能源汽车领域的应用得到了迅猛地发展。尤其是其中被称为第六代燃料电池的直接甲醇燃料电池，更是吸引了工业界和学术界等多个方面的极大关注。质子交换膜是其核心部件之一，应具有高质子传导率、机械性能和抗溶胀性。但目前所使用的全氟磺酸型质子交换膜(Nafion)具有优异的电化学性能、可接受的机械强度和良好的氧化稳定性。但其对甲醇燃料的阻绝效果差，燃料渗透率高，水溶胀也较大，无法充分发挥直接甲醇燃料电池的性能优势。因此，越来越多的研究致力于含氟或非氟质子交换膜的研发。
[0003]聚偏氟乙烯PVDF是部分氟化的碳骨架结构，具有优良的耐磨性、柔韧性、很高的抗涨强度和耐冲击性强度。且生产工艺比全氟化骨架Nafion膜要简化得多，易于实现。因此，本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层复合质子交换膜，其特征在于，其中间层为全氟磺酸聚合物和聚偏氟乙烯混合层，中间层上下均为全氟磺酸聚合物层。2.如权利要求1所述的多层复合质子交换膜，其特征在于，所述全氟磺酸聚合物为Nafion树脂。3.如权利要求2所述的多层复合质子交换膜，其特征在于，所述中间层中Nafion树脂和聚偏氟乙烯的质量比为(0.5
‑
6):(0.5
‑
4)。4.如权利要求2所述的多层复合质子交换膜，其特征在于，所述中间层厚度为10
‑
50μm，上下层厚度分别为1
‑
20μm。5.如权利要求1所述的多层复合质子交换膜，其特征在于，通过以下方法制备：步骤1，称取预定质量的Nafion树脂溶解于溶剂中，加热直至Nafion树脂完全溶解，得到全氟磺酸溶液；步骤2，在全氟磺酸溶液中加入PVDF粉末，加热使PVDF粉末完全溶解；步骤3，将步骤2得到溶液涂覆在基板上，烘干；步骤4，将步骤3烘干的样品浸泡入去离子水中5
‑
30min后，将样品膜从基板上取下来在50
‑
100℃中烘干；步骤5，采用浸渍
‑
提拉的方式，在步骤4制得的样品膜两侧涂覆步骤1制得的全氟磺酸溶液，烘干；步骤6，将步骤5所制得的多层复合质子交换膜浸泡入0.1
‑
2mol/L的双氧水中，在50
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海朝，徐锋，贾湃湃，苏碧海，王晓静，高杨，
申请(专利权)人：河北金力新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：