[发明专利]复合电解质膜及其制造方法

权利要求书

1.一种复合电解质膜，包含：

聚(亚芳基醚砜)共聚物，其含有由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元；和

核-壳颗粒，其含有无机颗粒核和碱性有机聚合物壳：

[化学式1]

[化学式2]

在化学式1和化学式2中，

R1至R3以及R8至R10各自独立地为-O-、-S-、-SO₂-、-C＝O-或-C(CH₃)₂-，

R4至R7以及R13至R16各自独立地为氢，或者具有1至10个碳原子的直链或支链烷基，

R11、R12和R18中至少一者为-SO₃R17，且其余的为氢，或者具有1至10个碳原子的直链或支链烷基，

R17为H、Li、Na或K，

A和A，各自独立地为直连键、二价芴基，或者具有1至10个碳原子的直链或支链亚烷基，

m、n、o、p和r各自独立地为0至4，q、s和t各自独立地为0至3，

y为0或1，以及

a和b为化学式1和化学式2的摩尔比，且各自独立地为0.1至0.99。

2.根据权利要求1所述的复合电解质膜，其中所述无机颗粒核包含选自二氧化硅颗粒、TiO₂和ZrO₂中的一种或更多种。

3.根据权利要求1所述的复合电解质膜，其中所述无机颗粒核的直径为20nm至900nm。

4.根据权利要求1所述的复合电解质膜，其中所述无机颗粒核包含经表面处理的无机颗粒，并且

所述表面处理使用硅烷类化合物，且通过所述无机颗粒和所述硅烷类化合物之间的缩合反应来进行。

5.根据权利要求4所述的复合电解质膜，其中所述无机颗粒核的表面包含乙烯基。

6.根据权利要求1所述的复合电解质膜，其中所述碱性有机聚合物壳包括选自聚(4-乙烯基吡啶)和如下聚合物中的一种或更多种，所述聚合物通过使用选自以下结构式的单体中的一种或更多种制得：

7.根据权利要求1所述的复合电解质膜，其中所述碱性有机聚合物壳的厚度为5nm至20nm。

8.根据权利要求1所述的复合电解质膜，其中所述复合电解质膜用于燃料电池。

9.一种用于制造复合电解质膜的方法，所述方法包括：

制备聚(亚芳基醚砜)共聚物，所述聚(亚芳基醚砜)共聚物包含由以下化学式1表示的重复单元和由以下化学式2表示的重复单元；

制备包含所述聚(亚芳基醚砜)共聚物和核-壳颗粒的组合物，所述核-壳颗粒包含无机颗粒核和碱性有机聚合物壳；以及

通过使用所述组合物来形成复合电解质膜：

[化学式1]

[化学式2]

在化学式1和化学式2中，

R1至R3以及R8至R10各自独立地为-O-、-S-、-SO₂-、-C＝O-或-C(CH₃)₂-，

R4至R7以及R13至R16各自独立地为氢，或者具有1至10个碳原子的直链或支链烷基，

R11、R12和R18中至少一者为-SO₃R17，且其余的为氢，或者具有1至10个碳原子的直链或支链烷基，

R17为H、Li、Na或K，

A和A，各自独立地为直连键、二价芴基，或者具有1至10个碳原子的直链或支链亚烷基，

m、n、o、p和r各自独立地为0至4，且q、s和t各自独立地为0至3，

y为0或1，以及

a和b为化学式1和化学式2的摩尔比，且各自独立地为0.1至0.99。

10.一种燃料电池，包含权利要求1至8中任一项所述的复合电解质膜。