[发明专利]聚合物电解质膜、其制备方法和包括所述聚合物电解质膜的膜电极组件

权利要求书

1.一种聚合物电解质膜，包括：

具有多个孔的多孔载体；

第一层，该第一层包含填充邻接所述多孔载体的一个表面的孔的第一离子导体；和

第二层，该第二层包含填充邻接所述多孔载体的另一表面的孔的第二离子导体，其中，

所述第一离子导体与所述第二离子导体彼此不同，并且

选自所述第一层、所述第二层和它们的组合中的一种包含有机类抗氧化剂。

2.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述第一层中的抗氧化剂的每单位体积的重量与所述第二层中的抗氧化剂的每单位体积的重量彼此不同。

3.根据权利要求2所述的聚合物电解质膜，其中，

抗氧化剂的每单位体积的重量较大的层中的抗氧化剂的每单位体积的重量在30mg/cm³至4,000mg/cm³的范围内，并且

抗氧化剂的每单位体积的重量较小的层中的抗氧化剂的每单位体积的重量在10mg/cm³至2,000mg/cm³的范围内。

4.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，还包括：

在所述多孔载体的一个表面上的第一离子导体层，该第一离子导体层包含第一离子导体；和

在所述多孔载体的另一表面上的第二离子导体层，该第二离子导体层包含第二离子导体。

5.根据权利要求4所述的聚合物电解质膜，其中，

所述第一离子导体层中的抗氧化剂的每单位体积的重量大于所述第一层中的抗氧化剂的每单位体积的重量，并且

所述第二离子导体层中的抗氧化剂的每单位体积的重量大于所述第二层中的抗氧化剂的每单位体积的重量。

6.根据权利要求4所述的聚合物电解质膜，其中，抗氧化剂的每单位体积的重量按照第一离子导体层、第一层、第二层和第二离子导体层的顺序减少或增加，使得所述聚合物电解质膜具有抗氧化剂的浓度梯度。

7.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，

选自第一层、第二层和它们的组合中的一种包含有机类抗氧化剂，并且

不包含有机类抗氧化剂的选自第一层、第二层和它们的组合中的一种不包含抗氧化剂，或包含金属类抗氧化剂。

8.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述有机类抗氧化剂是选自丁香酸、香草酸、原儿茶酸、香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、绿原酸、朝鲜蓟酸、没食子酸和它们的混合物中的一种。

9.根据权利要求7所述的聚合物电解质膜，其中，所述金属类抗氧化剂是能够分解过氧化物或自由基的物质，该物质选自过渡金属、贵金属、所述过渡金属或贵金属的离子、所述过渡金属或贵金属的盐、所述过渡金属或贵金属的氧化物和它们的混合物。

10.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述第一离子导体与所述第二离子导体具有不同的当量(EW)。

11.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，

所述第一离子导体和所述第二离子导体分别是包含氟化碳主链和由以下化学式1表示的侧链的氟化聚合物，并且

所述第一离子导体与所述第二离子导体具有不同的侧链长度，

[化学式1]

-(OCF₂CFR_f)_a-O-(CF₂)_b-X

在以上化学式1中，

R_f分别独立地是选自F、Cl和具有1至10的范围的碳数的全氟化烷基中的一种，

X是离子交换基团，

a是0至3的范围的实数，并且

b是1至5的范围的实数。