專利名稱：：隔膜處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及燃料電池，其產(chǎn)生電以供給車輛或其它機(jī)器動力。更特別地，本發(fā)明涉及一種例如用低當(dāng)量全氟代磺酸分散體或溶液處理隔膜(例如全氟代磺酸隔膜)的方法，用于將其用作燃料電池中采用的聚電解質(zhì)隔膜(PEM)中以增強(qiáng)該膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性能。本發(fā)明還涉及用全氟代磺酸分散體或溶液處理聚電解質(zhì)隔膜，用于將其用作燃料電池中的PEM來制造改進(jìn)了水管理、水汽輸送和膜電阻降低的薄膜。此外，本發(fā)明允許改進(jìn)的隔膜，其具有降低的內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力，本發(fā)明提供一種裝置，其通過使該隔膜中離聚物與膜電極組件的催化劑層中離聚物之間匹配得較好而使得(處理過的)該隔膜和催化劑層之間的電接觸電阻減小。
背景技術(shù)：
：燃料電池技術(shù)是汽車工業(yè)中比較新的發(fā)展。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)燃料電池動力裝置能夠達(dá)到高達(dá)55%的效率。此外，燃料電池動力裝置僅放出熱和水作為副產(chǎn)品。燃料電池包括三種組件陰極、陽極和電解質(zhì)，其夾在陰極和陽極之間并且理想地僅通過質(zhì)子。將每個電極用催化劑涂覆其一側(cè)。在工作中，陽極上的催化劑使氫分裂成電子和質(zhì)子，該電子分布為來自陽極的電流，通過驅(qū)動電動才幾然后到陰極，而質(zhì)子從陽極移動，通過電解質(zhì)到陰極。陰極上的催化劑使該質(zhì)子與從驅(qū)動電動機(jī)返回的電子以及來自空氣的氧結(jié)合形成水。單個的燃料電池可以被串聯(lián)堆疊在一起產(chǎn)生越來越大量的電流。在聚合物-電解質(zhì)-隔膜(PEM)燃料電池中，聚合物電極隔膜用作陰極和陽極之間的電解質(zhì)。當(dāng)前在燃料電池應(yīng)用中普遍采用的聚合物電極膜需要一定的濕度水平來促進(jìn)該隔膜的導(dǎo)電性。因此，通過濕度/水管理在膜中保持適當(dāng)?shù)臐穸人綄τ谠撊剂想姵氐恼９δ苁欠浅Ｖ匾摹Ｈ绻撃じ稍餆o水，那么對于該燃料電池就將發(fā)生不可逆的損害。此外，穿過聚電解質(zhì)隔膜遷移的每個質(zhì)子具有水合球，理論上該水合球包括至少四個水分子，特別是當(dāng)大量水合質(zhì)子移動通過該隔膜時，結(jié)果發(fā)生的電滲拖動導(dǎo)致該隔膜的陽極側(cè)干燥。因?yàn)樵谠摳裟さ年帢O側(cè)形成水，水分子必須從該隔膜的陰極側(cè)向后擴(kuò)散到陽極側(cè)以使膜水合繼續(xù)進(jìn)行并且為移動質(zhì)子運(yùn)輸提供通道。與厚的隔膜相比，薄的隔膜更易于保持均勻地水化，因?yàn)樵谳^薄的隔膜中水更容易向后擴(kuò)散。此外，在其它一切相等的情況下，薄隔膜的電阻小于厚隔膜的。此外，改良了的電阻還由于離聚物處理的膜能夠較好地與催化劑層中的離聚物匹配而得到改進(jìn)。該催化劑層通常包括在催化劑制備過程期間加入的離聚物以提高活性。因此，本發(fā)明的離聚物處理的隔膜中電阻的改進(jìn)部分地是由于厚度尺寸減小，而部分地是由于在離聚物處理的隔膜與催化劑層之間的接觸電阻減小。后者是采用與催化劑層中的離聚物匹配較好的離聚物處理隔膜的薄膜的結(jié)果。為了防止供給電極的氫燃料氣和氧氣泄漏以及防止這些氣體混合，將氣密材料和襯墊安裝到電極外圍，聚合物電解質(zhì)膜被夾入其間。將所述的密封材料和襯墊裝配成一個部件，與電極和聚合物電解質(zhì)隔膜一起形成隔膜和電極組件(MEA)。布置在MEA外面的是導(dǎo)電隔板，用于才幾械固定MEA并且電串聯(lián)相鄰的MEAs。給被布置成與MEA相接觸的該隔板的一部分設(shè)置了氣體通道，用于將氫燃料氣供給電極表面(在陽極側(cè))以及除去產(chǎn)生的水汽(從陰極側(cè))。在制造燃料電池期間，每個MEA的聚合物電解質(zhì)隔膜被制造成拉緊的巻狀。該聚合物電解質(zhì)隔膜具有高吸水性，因此，當(dāng)潮濕時，該隔膜將在全部三個方向膨脹，雖然不是按比例地。該隔膜將在隨后干燥時在全部三個維度上收縮。因?yàn)楫?dāng)PEM燃料電池的隔膜干燥時，該隔膜的質(zhì)子導(dǎo)電率迅速降低，所以需要外部潮濕來使該膜繼續(xù)水合和維持燃料電池的正常功能。而且，在汽車燃料電池中液態(tài)水的存在是不可避免的，因?yàn)樵谌剂想姵毓ぷ髌陂g產(chǎn)生了適量水作為電化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物。此外，燃料電池的隔膜被水飽和可由溫度、相對濕度以及工作和停工條件迅速改變而引起。但是，過度的隔膜水合作用可導(dǎo)致溢流、該隔膜過度膨脹和形成跨越燃料電池堆的壓差梯度。為了保持一致的燃料電池堆壓力，需要膨脹均勻且然后在液態(tài)水存在的條件下僅在邊緣膨脹的隔膜。通常采用全氟代磺酸(PFSA)隔膜是由于其有益的氧化、化學(xué)和熱穩(wěn)定性，并且因?yàn)槠湓诘拖鄬穸认戮哂袠O好的質(zhì)子導(dǎo)電性。具有寬范圍物理性能的PFSA隔膜是有效的，并且性能取決于該隔膜的離子交換能力和內(nèi)應(yīng)力以及薄膜制備過程期間產(chǎn)生的缺陷。具有高酸值(或低當(dāng)量)的PFSA隔膜在降低相對濕度下其質(zhì)子導(dǎo)電率提高，但是這些隔膜(特別是具有高酸值的)的機(jī)械性能被損害，這是因?yàn)橛筛呶砸鸬呐蛎洝D出隔膜的面內(nèi)膨脹進(jìn)一步復(fù)雜化，這是因?yàn)樵摳裟ねǔＴ跈C(jī)器加工方向(x軸)的膨脹小于薄膜橫向(y軸)。非均勻的隔膜膨脹導(dǎo)致在燃料電池堆中可能發(fā)生不均等的、與壓力有關(guān)的應(yīng)力失效機(jī)制。需要改良的質(zhì)子傳導(dǎo)隔膜來滿足汽車應(yīng)用中聚電解質(zhì)隔膜(PEM)燃料電池的成本和耐用性指標(biāo)。目前，PEM燃料電池的工作溫度為約95"C以下，并且需要外部增濕來維持膜水合。由于該膜在濕度降低時干燥，因此質(zhì)子傳導(dǎo)率迅速減小。當(dāng)燃料電池在接近水沸點(diǎn)下工作時，需要提高壓力來維持隔膜水合，并且所需壓縮力是產(chǎn)生的能量上的寄生漏極。雖然預(yù)期高酸值(或低當(dāng)量)的PSFA隔膜在降低的相對濕度下其質(zhì)子傳導(dǎo)率提高，但是這些隔膜(特別是具有高酸值的)的機(jī)械性能因?yàn)槲院团蛎浽黾佣粨p害。已經(jīng)建議進(jìn)行交聯(lián)來防止具有高酸值的隔膜的物理降解。但是，在薄膜已被制得之后，需要一些方法來進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)；否則，難于制造薄膜。W.L.Gore公司銷售用低當(dāng)量PFSA離聚物制造的復(fù)合隔膜。通過用多孔膨脹的聚四氟乙烯基體增強(qiáng)該離聚物可保持該隔膜的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另一方面，已經(jīng)找到一種方法是通過將例如(但不限于)低當(dāng)量離聚物浸滲入預(yù)成型的高當(dāng)量PFSA薄膜中來改進(jìn)低酸值PFSA隔膜的性能。此外，用全氟化磺酸聚合物的分散體(或溶液)來浸漬(處理)全氟化磺酸薄膜或其它聚電解質(zhì)薄膜引起該薄膜膨脹，取出之后在拉緊下干燥，于是改性的隔膜變得比未處理的薄膜薄(約薄一半)，并且在該隔膜薄膜中內(nèi)膜應(yīng)力降低。與未處理的薄膜相比，發(fā)現(xiàn)該隔膜薄膜的電阻降低了，這種電阻改進(jìn)部分地是由于隔膜更薄，部分地是由于催化劑層(其通常包括在催化劑制備期間加入的聚電解質(zhì))和該隔膜的匹配較好。發(fā)明概述6本發(fā)明一般地涉及一種用低當(dāng)量全氟化磺酸分散體(或溶液)處理隔膜(例如全氟化磺酸(PFSA)隔膜)的新方法，用于在燃料電池中將其用作聚電解質(zhì)隔膜(PEM)。將該隔膜浸入低當(dāng)量PFSA分散體可增強(qiáng)燃料電池工作期間該隔膜的質(zhì)子傳導(dǎo)能力。該方法包括提供一種例如(但不限于)分散于或溶解于含水的羥基化的烴水溶液中的高酸值PSFA，將預(yù)成型的低酸值PSFA或其它隔膜浸入該溶液，然后取出之后將該隔膜在拉緊下干燥。根據(jù)該隔膜的干重增加計(jì)算，大約5-50wt.%的高酸值PFSA擴(kuò)散到低酸值隔膜中。與未處理的低酸值離聚物隔膜相比，改性的隔膜顯示出高酸值和改進(jìn)的質(zhì)子傳導(dǎo)率。由浸漬處理可實(shí)現(xiàn)的其它優(yōu)點(diǎn)包括可制備內(nèi)應(yīng)力降低的薄的隔膜薄膜、由于厚度尺寸較小而降低并因此改進(jìn)了電阻、降低并因此改進(jìn)了處理的隔膜和催化劑層之間的電接觸電阻、以及改進(jìn)了水分散體，用于保持均勻的隔膜水合。附圖的簡要說明通過實(shí)施例并參考附圖，現(xiàn)將描述本發(fā)明，其中圖1是舉例說明根據(jù)本發(fā)明方法進(jìn)行順序加工步驟的流程圖2A是舉例說明根據(jù)本發(fā)明方法將低酸值PFSA隔膜浸入高酸值PFSA在羥基化的烴水溶液中的分散體(或溶液)的示意圖2B是根據(jù)本發(fā)明方法處理的PFSA隔膜的示意圖；以及圖3是舉例說明具有根據(jù)本發(fā)明方法處理的全氟化磺酸隔膜的燃料電池的電性能特征的曲線圖。本發(fā)明詳細(xì)i兌明本發(fā)明考慮了一種改進(jìn)用于PEM燃料電池的全氟化磺酸(PFSA)或其它隔膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率的方法，該燃料電池在低相對濕度下工作。根據(jù)該方法，通過將預(yù)成型的隔膜浸入分散于(或溶解于)羥基化的烴水溶液中的酸值較高PFSA來增大低酸值PSFA薄膜或隔膜的酸值，其通常具有比較低的0.909毫當(dāng)量磺酸基/每克薄膜(或1100當(dāng)量)，優(yōu)選為0.7-1.3亳當(dāng)量磺酸基/每克薄膜，最優(yōu)選為0.9-1.25毫當(dāng)量磺酸基/每克薄膜的酸值。如果采用烴隔膜，那么取決于所采用的特定磺化烴聚合物結(jié)構(gòu)，優(yōu)選酸值為0.7-3.0亳當(dāng)量磺酸/每克薄膜。分散于羥基化的烴水溶液中的高酸值PFSA通常具有的酸值為0.9-1.6亳當(dāng)量磺酸基/每克樹脂固體，更優(yōu)選為1-1.5亳當(dāng)量磺酸基/每克聚合物固體，最優(yōu)選1.25-1.45毫當(dāng)量磺酸基/每克聚合物固體。適用于實(shí)施本發(fā)明的羥基化的烴的例子包括甲醇、乙醇、l-丙醇、2-丙醇、l-丁醇、2-丁醇、叔丁醇等等以及其單獨(dú)的混合物或與水的混合物。在浸漬期間，該隔膜膨脹，然后從浸漬液體中取出之后在拉緊下干燥以防該隔膜起皺和尺寸收縮。在拉緊下干燥之后，該隔膜的厚度通常約為初始隔膜厚度的一半。如根據(jù)該薄膜的干重增加所計(jì)算的，通常大約5-50wt.%的高酸值PFSA擴(kuò)散到低酸值PFSA薄膜之中。低酸值PFSA薄膜被用作高酸值PFSA質(zhì)子傳導(dǎo)材料的載體。與未處理的低酸值離聚物隔膜相比，改性的PFSA隔膜顯示出高酸值和改進(jìn)的質(zhì)子傳導(dǎo)性。與僅具有高酸值的制造隔膜相比，所得復(fù)合隔膜具有增強(qiáng)的物理特性強(qiáng)度。低酸值離聚物被用作該隔膜中高酸值離聚物的結(jié)構(gòu)聚合物載體。本發(fā)明的保護(hù)范圍包括用烴離聚物、PFSA離聚物以及烴和PFSA離聚物的混合物與相應(yīng)的離聚物薄膜一起制造復(fù)合隔膜的制備方法。該復(fù)合隔膜是透明的(倘若未處理薄膜是透明的)并且似乎是同質(zhì)的。如果需要具有均勻組成的薄的隔膜，可將PFSA隔膜薄膜浸入與聚合物薄膜酸值相同的PFSA聚合物溶液或分散體中。在浸漬之后，將膨脹的薄膜從分散體(或溶液)中取出，在拉緊下干燥以得到厚度約為未處理薄膜一半的隔膜薄膜。我們提到PFSA聚合物于醇水溶液中作為分散體或作為溶液，這是因?yàn)槟承┩茰y認(rèn)為PFSA實(shí)際上是在羥基化的烴水溶液中分散為膠束，而不是作為大分子溶解于溶劑中的真溶液。薄的隔膜的優(yōu)點(diǎn)包括水管理改進(jìn)、隔膜電阻降低、該電阻內(nèi)的內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力降低、以及(處理的)隔膜和催化劑層之間的電接觸電阻降低。將低酸值隔膜薄膜浸入高酸值分散體中的優(yōu)點(diǎn)包括所有上述優(yōu)點(diǎn)外加另外的優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)了處理的隔膜中的質(zhì)子傳導(dǎo)性。圖1舉例說明了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的順序加工步驟。在步驟1中，最初提供一種高酸值離聚物全氟化磺酸(PFSA)的含水分散體溶液。理想地，可將全氟化磺酸單體或低聚物與適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑一起浸入該隔膜薄膜，然后其可在該隔膜內(nèi)聚合。在本發(fā)明中，提供了一種在羥基化的烴水溶液中的預(yù)成型離聚物。優(yōu)選高酸值PFSA聚合物具有0.9-1.6的亳當(dāng)量磺酸基/每克樹脂固體，更優(yōu)選1-1.5亳當(dāng)量磺酸基/每克聚合物固體，最優(yōu)選1.25-1.45毫當(dāng)量磺酸基/每克聚合物固體。該溶液包括羥基化的烴水溶液中的PFSA離聚物，該水溶液包括曱醇、乙醇、l-丙醇、2-丙醇、l-丁醇、2-丁醇、叔丁醇等等，單獨(dú)或與水的混合物。在步驟2中，將低酸值隔膜薄膜浸入離聚物分散體或溶液中。低酸值隔膜可以是低酸值全氟化磺酸(PFSA)隔膜薄膜或用烴離聚物、PFSA離聚物以及烴和PFSA離聚物的混合物與相應(yīng)的離聚物薄膜一起制得的復(fù)合隔膜薄膜。優(yōu)選低酸值PFSA隔膜薄膜的酸值為0.909毫當(dāng)量磺酸基/每克薄膜(或1100當(dāng)量)，優(yōu)選為0.7-1.3亳當(dāng)量磺酸基/每克薄膜，最優(yōu)選為0.9-1.25毫當(dāng)量磺酸基/每克薄膜。如果采用烴隔膜，那么取決于所采用的特定磺化烴聚合物結(jié)構(gòu)，優(yōu)選酸值為0.7-3.0毫當(dāng)量磺酸/每克薄膜。在步驟3中，將膨脹的隔膜薄膜從分散體或溶液中取出。在步驟4中，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)例如拉幅機(jī)將該隔膜在拉緊下干燥來保持薄膜厚度。不在拉緊下干燥，該膨脹的隔膜將顯著地收縮并且變得起皺。圖2A示出了隔膜薄膜的浸漬步驟。因此，提供容器12，其具有在羥基化的烴水溶液14中的高酸值PFSA離聚物16。將低酸值PFSA隔膜薄膜10浸入溶液14，在此時高酸值PFSA離聚物16擴(kuò)散到PFSA隔膜10中。然后將PFSA隔膜IO從溶液14中取出并且在拉緊下干燥，這導(dǎo)致高酸值PFSA隔膜10a具有膜體11，并且其厚度通常約為初始低酸值PFSA隔膜10厚度的一半，如圖2B所示。高酸值PFSA隔膜lOa的膜體ll包括通常約為5-50重量百分比的高酸值PFSA離聚物16,更典型地為5-20重量百分比的高酸值離聚物。步驟l-4的薄膜處理方法增加了隔膜中的磺酸基數(shù)目，這是根據(jù)隔膜中組分的重量分?jǐn)?shù)。而且，該方法增大了該隔膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率。該方法可用于改變市售PFSA聚合物和隔膜的傳導(dǎo)性。期望處理過的隔膜可改進(jìn)其傳導(dǎo)性并且物理性能增強(qiáng)以改進(jìn)燃料電池在低相對濕度和高溫下的性能。此外，薄的改性的隔膜可用于低催化劑電接觸電阻和低膜電阻，這是由于減小的隔膜厚度，改進(jìn)的改性的隔膜中的離聚物與催化劑的匹配，以及改進(jìn)的在燃料電池使用期間水從該隔膜的陰極側(cè)向后擴(kuò)散到陽極側(cè)。通過思考以下實(shí)施例，可進(jìn)一步理解本發(fā)明。實(shí)施例I由Asahi-Kasei可得Aciplex隔膜薄膜(1101)和水分散體或溶液(SS卯0/05)。將該隔膜薄膜浸入該水分散體溶液，然后將其從該溶液中取出并且在拉緊下干燥。干燥之后該隔膜薄膜的重量增加了15.4%。來自SS卯0/05分散體溶液的離聚物總量在該隔膜薄膜中為15.4wt.%。處理后的隔膜薄膜約為預(yù)處理隔膜薄膜厚度的一半。實(shí)施例II由Asahi-Kasei可得Aciplex隔膜薄膜(1101)和水分散體溶液(SS-700)。將該隔膜薄膜浸入該水分散體或溶液，分別將其從該溶液中取出并且在拉緊下干燥。在150-1701C下干燥16小時之后該隔膜薄膜的重量增加了13.3%。如果采用較低的溫度，則SS-700組分再溶解于水中。來自SS-700分散體溶液的700當(dāng)量離聚物總量在該隔膜薄膜中為13.3wt.%。處理后的隔膜薄膜約為預(yù)處理的隔膜薄膜厚度的一半。以下表(I)和(II)以列表形式示出了燃料電池的電性能數(shù)據(jù)，該燃料電池含有本發(fā)明處理過的PFSA隔膜薄膜作為該燃料電池中的聚合物電解質(zhì)隔膜(PEM)。表I-高壓性能(270KPaabs)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表II-低壓性能(150KPaabs)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表I是采用一種改性的隔膜SK-1101得到的50-cm2燃料電池?cái)?shù)據(jù)的總結(jié)，該隔膜是通過將其浸漬在卯0當(dāng)量(1.11亳當(dāng)量磺酸基/每克樹脂固體)的5重量百分比固體分散于醇類與水混合物中的分散體而改性的。在壓力為7和25psi表壓下施加標(biāo)注為"i"的電流密度(A/cm2)采用2摩爾的氫2摩爾的空氣的化學(xué)計(jì)量，并且測量所得電池電壓E(伏特)。作為電流密度的函數(shù)的該電池電阻被記錄為術(shù)語HFR，其是在1千赫茲下施加交流電農(nóng)i:擾之后的高頻電阻。該電池電阻是該隔膜中質(zhì)子傳導(dǎo)電阻與各種電阻(包括體電阻和接觸電阻)的總和。因此，HFR涉及具有催化劑的電極、擴(kuò)散介質(zhì)和該隔膜的電阻。將HFR"加到該電池電壓E上使得該電池的最大理論電池電壓輸出能夠被測定，并且記錄為E"m。所述薄膜處理的一個優(yōu)點(diǎn)是處理的隔膜與催化劑層中的PFSA匹配較好。當(dāng)采用比該隔膜中離聚物當(dāng)量低的離聚物來制備催化劑涂覆的擴(kuò)散介質(zhì)時，這是特別有益的。在此所述的隔膜處理也可用于將該隔膜較好地粘合到催化劑層。這是通過降低實(shí)驗(yàn)測量值來影響HFR的。該表中術(shù)語"sd"是指標(biāo)準(zhǔn)偏差。圖3以圖形形式示出了燃料電池的電性能數(shù)據(jù)，該燃料電池包括本發(fā)明處理的PFSA隔膜薄膜作為該燃料電池中的聚合物電解質(zhì)隔膜(PEM)。該薄膜處理的另一優(yōu)點(diǎn)是該隔膜與催化劑層中PFSA離聚物的匹配較好。當(dāng)采用與該隔膜中所用離聚物不同的離聚物來處理催化劑涂覆的擴(kuò)散介質(zhì)時，這是特別有益的。該處理可用于將該隔膜較好地粘合到催化劑層并且降低了該隔膜和催化劑層之間的接觸電阻。雖然以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)該認(rèn)識到和了解的是本發(fā)明可進(jìn)行各種變型并且所附權(quán)利要求是用來覆蓋可落在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有這些變型。權(quán)利要求1.一種提高燃料電池的隔膜的電性能的方法，該方法包括提供一種水溶液，其含有分散于或溶解于羥基化的烴水溶液中的全氟化磺酸離聚物，所述全氟化磺酸離聚物的酸值至少與所述隔膜的酸值一樣高；將所述隔膜浸入所述水溶液；將所述隔膜從所述水溶液中取出；并且在拉緊下干燥所述隔膜。2.權(quán)利要求1中所述的方法，其中所述羥基化的烴包括甲醇、乙醇、l-丙醇、2-丙醇、l-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、其混合物以及其與水的混合物中的至少一種。3.權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述全氟化磺酸離聚物的所述酸值范圍約為0.9-1.6毫當(dāng)量磺酸基/每克樹脂固體。4.權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述隔膜的所述酸值范圍約為0.7-3.0亳當(dāng)量磺酸/每克薄膜。5.權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述隔膜是一種含有烴離聚物的復(fù)合隔膜，其中所述隔膜的酸值為1-3亳當(dāng)量磺酸基/每克離聚物。6.權(quán)利要求1中所述的方法，其中所述隔膜是一種含有全氟化磺酸離聚物的復(fù)合隔膜。7.權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述隔膜是一種含有烴和全氟化磺酸離聚物的混合物的復(fù)合隔膜。8.權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述隔膜是一種含有烴離聚物和全氟化磺酸離聚物薄膜的復(fù)合隔膜。9.一種提高燃料電池的隔膜的電性能的方法，該方法包括提供一種含有全氟化磺酸離聚物和羥基化的烴的水溶液，所述全氟化磺酸的酸值至少與所述隔膜的酸值一樣高；通過將所述隔膜浸入所述溶液中使大約5-50重量百分比的所述全氟化磺酸吸收到所述隔膜中；將所述隔膜從該溶液中取出；并且在拉緊下干燥所述隔膜。10.權(quán)利要求9中所述的方法，其中所述鞋基化烴包括曱醇、乙醇、l-丙醇、2-丙醇、l-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、其混合物以及其與水的混合物之中的至少一種。11.權(quán)利要求9中所述的方法，其中所述溶液的所述酸值范圍約為0.9-1.6亳當(dāng)量磺酸基/每克樹脂固體。12.權(quán)利要求9中所述的方法，其中所述隔膜的所述酸值范圍約為0.7-3.0亳當(dāng)量磺酸/每克薄膜。13.權(quán)利要求9中所述的方法，其中所述隔膜是一種含有烴離聚物的復(fù)合隔膜，該烴離聚物包括碳、氫以及潛在的氧、氮、磷、硅和硫中的至少一種。14.權(quán)利要求9中所述的方法，其中所述隔膜是一種含有全氟化磺酸離聚物的復(fù)合隔膜。15.權(quán)利要求9中所述的方法，其中所述隔膜是一種含有烴和全氟化磺酸離聚物的混合物的復(fù)合隔膜。16.權(quán)利要求9中所述的方法，其中所述隔膜是一種含有烴離聚物和全氟化磺酸離聚物薄膜的復(fù)合隔膜。17.—種燃料電池的隔膜，其包括膜體；以及擴(kuò)散在所述膜體中的全氟化磺酸，所述全氟化磺酸的酸值高于所述膜體的酸值。18.權(quán)利要求17中所述的隔膜，其中所述膜體的所述酸值范圍約為0.7-3.0亳當(dāng)量磺酸/每克薄膜。19.權(quán)利要求17中所述的隔膜，其中所述膜體包括大約5-50%重量的所述全氟化磺酸。20.權(quán)利要求17中所述的隔膜，其中所述膜體是包括烴離聚物、全氟化磺酸離聚物、烴離聚物和全氟化磺酸離聚物的混合物以及烴離聚物和全氟化磺酸離聚物薄膜之中至少一種的隔膜。全文摘要公開了一種提高燃料電池的隔膜的電性能的方法，該方法包括在含水的羥基化烴的水溶液中提供全氟化磺酸(PFSA)離聚物，該P(yáng)FSA分散體或溶液的酸值與該膜的酸值相同或高于其，將該膜浸入該溶液中以使高酸值PFSA分散體擴(kuò)散到該膜中，在浸漬之后將取出的膜在拉緊下干燥。文檔編號C08J5/22GK101437881SQ200580040180公開日2009年5月20日申請日期2005年10月18日優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日發(fā)明者B·T·多布利斯,T·J·福勒申請人:通用汽車公司