[发明专利]燃料电池用分离膜、其制备方法及燃料电池电极组件

说明书

本发明涉及燃料电池用分离膜、其制备方法及燃料电池电极组件，燃料电池用分离膜包括：第一支撑体，将高分子纤维累积而形成，具有多个第一气孔；第一离子交换树脂，借助向上述第一支撑体进行电喷射而得的第一离子交换树脂的液滴填充于上述第一支撑体的多个第一气孔；第二支撑体，在上述第一支撑体累积高分子纤维而形成，具有多个第二气孔；以及第二离子交换树脂，借助向上述第二支撑体进行电喷射而得的第二离子交换树脂的液滴填充于上述第二支撑体的多个第二气孔。

技术领域

本发明涉及燃料电池用分离膜，涉及可实现超薄型结构、减少制备工序、借助充放电能源防止支撑体的损伤的燃料电池用分离膜、其制备方法及燃料电池电极组件。

背景技术

最近，随着产业的高度发展，能源问题备受关注。

因此，对环保且具有高电力的新能源的需求增加。

燃料电池为将燃料所具有的化学能源转换为电能源的能源转换装置，具有高能源密度及有效性，因此，可以期待可利用为环保能源。

燃料电池从包含于如甲醇、乙醇、天然气的碳氢类的物质内的氢和从外部攻击的氧的化学反应能源产生电能源，根据电解质的种类分类为磷酸燃料电池(Phosphoric AcidFuel Cell，PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC)、固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)及高分子固体电解质燃料电池(PolymerElectrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC)等。

在燃料电池中，高分子电解质燃料电池的输出特性优秀，可使用固体的高分子膜来解决腐蚀问题，具有快速发动及应答特性，具有优秀的能源转换效率并可在低温中取得高的电流密度，从而可利用于汽车的电源、分散用电源及小型电源等多种领域。

在韩国公开专利公报第10-2013-0001294号中公开了利用保护膜向固体高分子电解质膜的两面热转印电极催化剂层来防止在燃料电池的固体高分子电解质膜形成皱纹的现象，借助固体高分子电解质膜的皱纹可防止电极催化剂层被剥离的现象，但是，固体高分子电解质膜和电极催化剂层的热膨胀系数不同，当驱动燃料电池时，电极催化剂层可借助所产生的热量从固体高分子电解质膜剥离，当充放电时，固体高分子电解质膜的机械强度降低而可产生变形或损伤，从而具有燃料电池的可靠性降低的问题，因此，需要研发可改善可靠性的新结构的燃料电池用分离膜。

发明内容

技术问题

本发明考虑到如上所述的问题而提出，其目的在于，提供如下的燃料电池用分离膜、其制备方法及燃料电池电极组件：将电纺丝而得的纤维累积来形成支撑体，对上述支撑体喷射离子交换树脂的液滴来向支撑体的多个气孔填充离子交换树脂，从而可实现超薄型结构并减少制备工序。

本发明的再一目的在于，提供如下的燃料电池用分离膜、其制备方法及燃料电池电极组件：防止充放电能源引起的支撑体的损伤，可使可靠性变得优秀。

本发明的另一目的在于，提供如下的燃料电池用分离膜及其制备方法：交替反复进行形成气孔结构的支撑体的电纺丝工序和喷射离子交换树脂的液滴来填充于气孔的电喷射工序，并借助形成多层结构来提高离子交换树脂的填充率。

解决问题的手段

用于实现上述目的的本发明一实施例的燃料电池用分离膜的特征在于，包括：第一支撑体，具有多个第一气孔；第一离子交换树脂，填充于上述第一支撑体的多个第一气孔；第二支撑体，层叠于上述第一支撑体，具有多个第二气孔；以及第二离子交换树脂，填充于上述第二支撑体的多个第二气孔。

上述第一支撑体及第二支撑体分别由进行电纺丝的高分子纤维累积而形成的具有三维网络结构的气孔的纳米纤维膜构成。