[发明专利]嵌段聚合物和包含该嵌段聚合物的聚合物电解质膜

说明书

本说明书涉及一种嵌段聚合物和包含其的聚合物电解质膜、包含该聚合物电解质膜的膜‑电极组件、包含该膜‑电极组件的燃料电池和包含该聚合物电解质膜的氧化还原液流电池。

技术领域

本说明书要求2016年3月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0037903的优先权和权益，其全部内容经此引用并入本文。

本说明书涉及嵌段聚合物和包含其的聚合物电解质膜。

背景技术

燃料电池是直接将燃料的化学能转化为电能的能量转换装置。换句话说，燃料电池采用了利用燃料气体与氧化剂的发电方法，并利用其氧化-还原反应过程中生成的电子来产生电力。燃料电池的膜-电极组件(MEA)是其中发生氢与氧的电化学反应的部件，并由阴极、阳极和电解质膜(即离子导电电解质膜)构成。

氧化还原液流电池(氧化-还原液流电池)是通过包含在液体电解质中的活性物质被氧化-还原来充电-放电的系统，并且是将活性物质的化学能直接存储为电能的电化学存储装置。氧化还原液流电池的单元电池包括电极、电解质和离子交换膜(电解质膜)。

由于其高能量效率和低污染物排放的环境友好特性，燃料电池和氧化还原液流电池已经作为下一代能源被研究和开发。

燃料电池和氧化还原液流电池中的核心组成是能够进行阳离子交换的聚合物电解质膜，并有利地需要以下性质：1)优异的质子传导性，2)防止电解质跨越，3)高耐化学性，4)强化的机械性质和/或4)低膨胀率。聚合物电解质膜分为氟基、部分氟基、烃基等。部分氟基聚合物电解质膜的优点在于通过具有氟基主链表现出优异的物理和化学稳定性和高热稳定性。此外，在部分氟基聚合物电解质膜中，阳离子转移官能团如在氟基聚合物电解质膜中那样连接在氟基链的末端，并因此获得了烃基聚合物电解质膜和氟基聚合物电解质膜二者的优点。

但是，部分氟基聚合物电解质膜的问题在于，由于不能有效控制阳离子转移官能团的微相分离和聚集，阳离子传导性相对较低。因此，已经在通过控制磺酸基团的分布和微相分离确保高阳离子传导性的方向上进行了研究。

发明内容

技术问题

本说明书旨在提供嵌段聚合物和包括其的聚合物电解质膜。

技术方案

本公开的一个实施方案提供了一种包括疏水性嵌段和亲水性嵌段的嵌段聚合物，其中该亲水性嵌段包括衍生自以下化学式1所表示的化合物的单元，并且该疏水性嵌段包括阳离子基团和卤素基团。

[化学式1]

在化学式1中，