[发明专利]复合多孔膜、制造复合多孔膜的方法、固体聚合物电解质膜和燃料电池

权利要求书

1.包含含纤维填料的聚合物膜或聚合物片的复合多孔膜，其特征在于具有大量通过用脉冲宽度为10^-9秒或更小的超短脉冲激光照射而形成的具有暴露的纤维填料的孔。

2.根据权利要求1的复合多孔膜，其特征在于所述纤维填料是无机纤维填料。

3.根据权利要求1的复合多孔膜，其特征在于所述纤维填料是内聚能与作为基材的所述含纤维填料的聚合物膜或聚合物片不同的有机纤维填料。

4.根据权利要求2的复合多孔膜，其特征在于所述无机纤维填料是玻璃纤维。

5.根据权利要求3的复合多孔膜，其特征在于所述有机纤维填料是芳族聚酰胺纤维。

6.根据权利要求1至5任一项的复合多孔膜，其特征在于所述具有暴露的纤维填料的孔填充有聚合物电解质。

7.根据权利要求1至6任一项的复合多孔膜，其特征在于所述聚合物膜或聚合物片由下列通式(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。

8.根据权利要求1至6任一项的复合多孔膜，其特征在于所述聚合物膜或聚合物片由聚硅氧烷制成，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。

9.根据权利要求6至8任一项的复合多孔膜，其特征在于所述聚合物电解质具有磺酸基团。

10.根据权利要求1至9任一项的复合多孔膜，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。

11.根据权利要求1至10任一项的复合多孔膜，其特征在于所述纤维填料的纤维长度大于所述孔的孔径大小，且纤维厚度为所述孔的孔径大小的1/20或更小。

12.根据权利要求1至11任一项的复合多孔膜，其特征在于所述纤维填料的纤维长度为1微米至10微米且长径比(平均长度÷平均直径)为10或更大。

13.制造复合多孔膜的方法，其特征在于包括用脉冲宽度为10^-9秒或更小的超短脉冲激光照射含纤维填料的聚合物膜或聚合物片，从而在所述含纤维填料的聚合物膜或聚合物片中形成具有暴露的纤维填料的孔。

14.根据权利要求13的制造复合多孔膜的方法，其特征在于所述纤维填料是无机纤维填料。

15.根据权利要求13的制造复合多孔膜的方法，其特征在于所述纤维填料是内聚能与作为基材的所述含纤维填料的聚合物膜或聚合物片不同的有机纤维填料。

16.根据权利要求14的制造复合多孔膜的方法，其特征在于所述无机纤维填料是玻璃纤维。

17.根据权利要求15的制造复合多孔膜的方法，其特征在于所述有机纤维填料是芳族聚酰胺纤维。

18.根据权利要求13至17任一项的制造复合多孔膜的方法，其特征在于进一步包括用形成电解质的单体填充所述具有暴露的纤维填料的孔，并然后使所述形成电解质的单体聚合。

19.根据权利要求18的制造复合多孔膜的方法，其特征在于将所述形成电解质的单体与交联剂混合。

20.根据权利要求18或19的制造复合多孔膜的方法，其特征在于为了用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。

21.根据权利要求18至20任一项的制造复合多孔膜的方法，其特征在于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聚合的方法。

22.根据权利要求18的制造复合多孔膜的方法，其特征在于进一步包括用聚合物电解质填充所述具有暴露的纤维填料的孔。