[发明专利]高分子电解质膜、使用该高分子电解质膜的膜电极复合体及固体高分子型燃料电池

权利要求书

1.一种高分子电解质膜，其由嵌段共聚物形成，所述嵌段共聚物包含含有离子性基团的链段(A1)和不含离子性基团的链段(A2)各1个以上，所述高分子电解质膜的特征在于，形成共连续样或层状样的相分离结构，通过差示扫描量热分析法测定的结晶热为0.1J/g以上，或者通过广角X射线衍射测定的结晶度为0.5％以上。

2.一种高分子电解质膜，其由嵌段共聚物形成，所述嵌段共聚物包含含有离子性基团的链段(A1)和不含离子性基团的链段(A2)各1个以上，所述高分子电解质膜的特征在于，形成共连续样或层状样的相分离结构，不含离子性基团的链段(A2)含有以下述通式(Q1)表示的重复单元，

通式(Q1)中的Z¹、Z²表示包含芳香环的2价有机基团，可以分别表示两种以上的基团，但不包含离子性基团；a和b分别独立地表示正整数。

3.如权利要求2所述的高分子电解质膜，其特征在于，通过差示扫描量热分析法测定的结晶热为0.1J/g以上，或者通过广角X射线衍射测定的结晶度为0.5％以上。

4.如权利要求1～3中任一项所述的高分子电解质膜，其中，相分离结构的周期长度为2～200nm，所述相分离结构的周期长度是根据通过透射型电子显微镜观察而得的相分离结构的图像处理所提供的自相关函数估算出的。

5.如权利要求1～4中任一项所述的高分子电解质膜，其中，所述链段(A1)、(A2)的摩尔组成比(A1)/(A2)为0.15以上、5以下。

6.如权利要求1～5中任一项所述的高分子电解质膜，其中，所述嵌段共聚物是芳香族聚醚酮系聚合物。

7.如权利要求1～6中任一项所述的高分子电解质膜，其中，所述嵌段共聚物还含有1个以上的将所述链段(A1)、(A2)间连接的连接部位。

8.如权利要求1～7中任一项所述的高分子电解质膜，其中，不含离子性基团的链段(A2)含有以下述通式(S2)表示的结构单元，

通式(S2)中，Ar⁵～Ar⁸表示任意的2价亚芳基，可以被任意地取代，但不含离子性基团；Ar⁵～Ar⁸可以相互独立地采用两种以上的亚芳基；*表示与通式(S2)或其它结构单元的键合部位。

9.如权利要求1～8中任一项所述的高分子电解质膜，其中，含有离子性基团的链段(A1)含有以下述通式(S1)表示的结构单元，

通式(S1)中，Ar¹～Ar⁴表示任意的2价亚芳基，Ar¹及/或Ar²含有离子性基团，Ar³及Ar⁴可以含有也可以不含离子性基团；Ar¹～Ar⁴可以被任意地取代，可以相互独立地采用两种以上的亚芳基；*表示与通式(S1)或其它结构单元的键合部位。

10.如权利要求8或9所述的高分子电解质膜，其中，以所述通式(S2)表示的链段以下式(S3)表示，

11.如权利要求9或10所述的高分子电解质膜，其中，以所述通式(S1)表示的链段以下式(S4)表示，

式(S4)中，M¹及M²表示氢、金属阳离子、铵阳离子，M¹及M²可以表示两种以上的基团。

12.一种带催化剂层的电解质膜，其特征在于，用权利要求1～11中任一项所述的高分子电解质膜构成。

13.一种膜电极复合物，其特征在于，用权利要求1～11中任一项所述的高分子电解质膜构成。

14.一种固体高分子型燃料电池，其特征在于，用权利要求1～11中任一项所述的高分子电解质膜构成。