[发明专利]离子传导微粒及其制备方法、离子传导复合物、膜电极组件(MEA)及电化学装置

权利要求书

1.一种离子传导微粒，在基材微粒的表面上包括：

离子离解性基团；和

改性基团，所述改性基团仅一端连接在所述基材微粒的表面，且另一端不包含离子离解性基团，并在主要部位和/或所述另一端上含有对含氟树脂具有亲和性的原子团。

2.根据权利要求1所述的离子传导微粒，其中，

所述对含氟树脂具有亲和性的原子团为含氟有机基团。

3.根据权利要求2所述的离子传导微粒，其中，

所述含氟有机基团包括全氟烷基。

4.根据权利要求1所述的离子传导微粒，其中，

所述基材微粒为碳簇、无定形碳微粒、或硅土微粒。

5.根据权利要求4所述的离子传导微粒，其中，

所述碳簇包括选自由球形碳簇分子C_n(n＝36、60、70、76、78、80、82、84等，通称为富勒烯)组成的组中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的离子传导微粒，其中，

所述离子离解性基团包括质子H⁺、锂离子Li⁺、钠离子Na⁺、钾离子K⁺、镁离子Mg²⁺、钙离子Ca²⁺、锶离子Sr²⁺和钡离子Ba²⁺中的任一种。

7.根据权利要求6所述的离子传导微粒，其中，

所述离子离解性基团为氢离子离解性基团，并且具有氢离子传导性。

8.根据权利要求7所述的离子传导微粒，其中，

所述氢离子离解性基团包括选自由羟基-OH、磺酸基-SO₃H、羧基-COOH、膦酰基-PO(OH)₂、磷酸二氢酯基-O-PO(OH)₂、膦酰基甲叉基＞CH(PO(OH)₂)、二膦酰基甲叉基＞C(PO(OH)₂)₂、膦酰基甲基-CH₂(PO(OH)₂)、二膦酰基甲基-CH(PO(OH)₂)₂和次膦酰基-PHO(OH)、-PO(OH)-和-O-PO(OH)-组成的组中的一种或多种。

9.一种离子传导微粒的制造方法，包括：

使反应分子作用于原料微粒，所述原料微粒在基材微粒的表面上具有离子离解性基团和第一反应基团，所述反应分子仅在一端上具有能够连接到所述第一反应基团的第二反应基团，在另一端上不具有离子离解性基团，并且在主要部位和/或所述另一端上含有对含氟树脂具有亲和性的原子团；

通过所述第一反应基团和所述第二反应基团之间的反应将改性基团引入到所述原料微粒中，所述改性基团仅在一端上与所述基材微粒的表面连接，在另一端上不具有离子离解性基团，并且在主要部位和/或所述另一端含有对含氟树脂具有亲和性的原子团。

10.根据权利要求9所述的离子传导微粒的制造方法，其中

所述反应通过使用硅烷偶联剂作为所述反应分子的反应、羧基的酯化反应或者使用氯磺酰化合物作为所述反应分子的反应来进行。

11.一种离子传导复合物，包括：

根据权利要求1至8中任一项所述的离子传导微粒；以及

含氟树脂。

12.根据权利要求11所述的离子传导复合物，其中，

所述含氟树脂为偏二氟乙烯、四氟乙烯或六氟丙烯的均聚物或共聚物。

13.根据权利要求12所述的离子传导复合物，其中，

所述偏二氟乙烯的共聚物为与六氟丙烯的共聚物。

14.一种膜电极组件，包括：

根据权利要求11至13中任一项所述的离子传导复合物作为电解质，所述离子传导复合物夹在相对的电极之间。

15.一种电化学装置，包括：

通过将根据权利要求11至13中任一项所述的氢离子传导复合物作为电解质夹在相对的电极之间而形成的电化学反应部。

16.根据权利要求15所述的电化学装置，其中，

所述电化学装置被构造为燃料电池。