[发明专利]多孔膜、制造多孔膜的方法、固体聚合物电解质膜和燃料电池

权利要求书

1.包含由聚合物或无机材料制成的膜或片材的多孔膜，其特征在于具有大量孔径大小为0.1至100微米的、通过用脉冲宽度为10^-9秒或更小且焦点位置处的输出功率为0.001至10W的超短脉冲激光照射而形成的孔。

2.根据权利要求1的多孔膜，其特征在于所述孔径大小为0.1至10微米。

3.根据权利要求1或2的多孔膜，其特征在于所述多孔膜是具有被聚合物电解质填充的孔的复合多孔膜。

4.根据权利要求1至3任一项的多孔膜，其特征在于所述多孔膜由聚合物或无机材料制成。

5.根据权利要求4的多孔膜，其特征在于所述由聚合物材料制成的膜或片材是由选自聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚砜(PSF)、聚苯基砜(PPSU)、聚苯硫醚(PPS)和交联聚乙烯(CLPE)的一种或多种制成。

6.根据权利要求4的多孔膜，其特征在于所述由聚合物材料制成的膜或片材由下列通式(1)所示的聚四氟乙烯(PTFE)制成，或由包含10摩尔％或更少共聚组分的四氟乙烯共聚物制成：

其中A代表选自下式的一种或多种，

A＝-CF₃

   -OCF₃

   -OCF₂CF₂CF₃

且c部分与d部分的比率c∶d＝1∶0至9∶1。

7.根据权利要求4的多孔膜，其特征在于所述由聚合物材料制成的膜或片材由聚硅氧烷制成，且所述聚硅氧烷中的有机基团是至少一种或多种选自甲基、苯基、氢和羟基的基团。

8.根据权利要求3至7任一项的多孔膜，其特征在于聚合物电解质具有磺酸基团。

9.根据权利要求1至8任一项的多孔膜，其特征在于所述超短脉冲激光为纳秒、皮秒或飞秒的脉冲激光。

10.制造多孔膜的方法，其特征在于用脉冲宽度为10^-9秒或更小的且焦点位置处的输出功率为0.001至10W的超短脉冲激光照射膜或片材，从而在所述膜或片材中形成大量孔径大小为0.1至100微米的孔。

11.根据权利要求10的制造多孔膜的方法，其特征在于所述孔径大小为0.1至10微米。

12.根据权利要求10或11的制造多孔膜的方法，其特征在于进一步包括用形成电解质的单体填充所述孔，并然后使该形成电解质的单体聚合以形成复合多孔膜。

13.根据权利要求12的制造多孔膜的方法，其特征在于将所述形成电解质的单体与交联剂一起填充。

14.根据权利要求12或13的制造多孔膜的方法，其特征在于为了用所述形成电解质的单体和，任选地，用交联剂填充孔，进行超声和/或消泡处理以实现渗透。

15.根据权利要求12至14任一项的制造多孔膜的方法，其特征在于所述形成电解质的单体的聚合采用一种或多种选自光聚合、热聚合和催化剂引发的聚合的方法。

16.根据权利要求10或11的制造多孔膜的方法，其特征在于进一步包括用聚合物电解质填充所述孔，以形成复合多孔膜。

17.根据权利要求16的制造多孔膜的方法，其特征在于所述聚合物电解质如下列通式(2)所示：

其中a部分与b部分的比率a∶b ＝0∶1至9∶1，且n代表0、1或2。

18.根据权利要求16或17的制造多孔膜的方法，其特征在于为了用聚合物电解质填充孔，使用聚合物电解质溶液，并然后将溶剂蒸发。

19.根据权利要求16至18任一项的制造多孔膜的方法，其特征在于为了用聚合物电解质填充孔，进行加热和/或加压。

20.根据权利要求10至19任一项的制造多孔膜的方法，其特征在于所述多孔膜由聚合物或无机材料制成。

21.根据权利要求10至20任一项的制造多孔膜的方法，其特征在于所述超短脉冲激光为纳秒、皮秒或飞秒的脉冲激光。