[发明专利]嵌段聚合物及其制备方法和该聚合物电解质燃料电池

权利要求书

1．一种聚合物电解质燃料电池，它包括膜状聚合物电解质、装在聚合物电解质一面上的阴极和装在聚合物电解质另一面上的阳极，其中所述的阴极含有催化剂和离子交换树脂，离子交换树脂由含有下面链段A和链段B的聚合物构成：

链段A：由带磺酸基团的聚合物构成；

链段B：由基本不含离子交换基团的含氟聚合物构成。

2．如权利要求1所述的聚合物电解质燃料电池，其中所述的离子交换树脂这样获得：将含有由带氟磺酰基的无定形聚合物构成的链段和由基本不含离子交换基团的无定形聚合物构成的链段的聚合物水解，并将它转化成酸形式。

3．如权利要求1或2所述的聚合物电解质燃料电池，其中所述离子交换树脂基本由全氟聚合物构成。

4．如权利要求1、2或3中任一项所述的聚合物电解质燃料电池，其中所述链段B在主链上含有脂环结构。

5．如权利要求4所述的聚合物电解质燃料电池，其中所述的离子交换树脂由这样的聚合物构成，其中链段A是下述链段C，链段B是下述链段D，而且其分子量为5×10³-5×10⁶：

链段C：由包含带有磺酸基团的全氟乙烯基醚基重复单元和四氟乙烯基重复单元的共聚物构成的链段，其中全氟乙烯基醚基重复单元的含量至少为20％(摩尔)；

链段D：由不含离子交换基团而且主链上含有脂环结构的全氟聚合物构成的链段。

6．如权利要求1所述的聚合物电解质燃料电池，其中所述的离子交换树脂由这样的聚合物构成，其中链段A是下述链段C，链段B是下述链段E，而且其分子量为5×10³-5×10⁶：

链段C：由包含带有磺酸基团的全氟乙烯基醚基重复单元和四氟乙烯基重复单元的共聚物构成的链段，其中全氟乙烯基醚基重复单元的含量至少为20％(摩尔)；和

链段E：由不含离子交换基团而且含有全氟乙烯基醚基重复单元和四氟乙烯基重复单元的共聚物构成的链段，其中全氟乙烯基醚基重复单元的含量至少为20％(摩尔)。

7．如权利要求1、2、3、4、5或6中任一项所述的聚合物电解质燃料电池，其中所述的离子交换树脂含有的链段A和链段B的质量比为95/5-5/95。

8．如权利要求5或6所述的聚合物电解质燃料电池，其中所述的离子交换树脂是通过在含碘的含氟化合物存在下实施下述聚合1的方法、然后在所获得的聚合物存在下实施下述聚合2的方法而获得的树脂，或者通过实施下述聚合2、然后在所获得的聚合物存在下实施下述聚合1的方法而获得的树脂：

聚合1：带-SO₂X基团的全氟(乙烯基醚)单体均聚，其中X是氯原子、氟原子或OM，其中M是氢原子、碱金属原子或NH₄，或其与其他全氟单体由碘转移聚合方法共聚；

聚合2：不含离子交换基团的全氟单体的均聚，或许多不含离子交换基团的全氟单体由碘转移聚合方法共聚。

9．如权利要求8所述的聚合物电解质燃料电池，其中所述含碘的含氟化合物是全氟烷基单碘化物。

10．一种嵌段聚合物，其含有下述链段C’和下述链段D，而且其分子量为5×10³-5×10⁶：

链段C’：由包含带有-SO₂X基团的全氟乙烯基醚基重复单元和四氟乙烯基重复单元的共聚物构成的链段，其中X是氟原子、氯原子或OM,M是氢原子、碱金属原子或NR¹R²R³R⁴，彼此独立的R¹、R²、R³和R⁴各为氢原子或单价有机基团，其中全氟乙烯基醚基重复单元的含量至少为20％(摩尔)；

链段D：由不含离子交换基团而且主链上含有脂环结构的无定形全氟聚合物构成的链段。