本申請(qǐng)要求于2014年12月4日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.10-2014-0173157、no.10-2014-0173178、no.10-2014-0173137和no.10-2014-0173142以及于2015年9月23日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.10-2015-0134774的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益,這幾項(xiàng)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文中。本申請(qǐng)涉及一種聚合物和包含該聚合物的聚合物電解質(zhì)膜。
背景技術(shù):
:燃料電池是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。換言之,燃料電池使用燃料氣體和氧化劑,采用通過利用在燃料氣體和氧化劑的氧化還原反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電子來(lái)產(chǎn)生電力的方法。燃料電池的膜電極組件(mea)是發(fā)生氫和氧的電化學(xué)反應(yīng)的部件,并且由陰極、陽(yáng)極和電解質(zhì)膜(即離子傳導(dǎo)電解質(zhì)膜)組成。氧化還原液流電池是一種電化學(xué)能量存儲(chǔ)裝置,其通過利用將包含在電解液中的活性物質(zhì)氧化和還原而使得電池充電和放電的系統(tǒng),來(lái)將活性物質(zhì)的化學(xué)能直接存儲(chǔ)為電能。氧化還原液流電池的單元電池包括電極、電解質(zhì)和離子交換膜(電解質(zhì)膜)。燃料電池和氧化還原液流電池由于較高的能量效率和污染物排放較少的環(huán)境友好型特性,已經(jīng)作為下一代能源被研究和開發(fā)。燃料電池和氧化還原液流電池的最基本的組成元件是能夠進(jìn)行交換陽(yáng)離子的聚合物電解質(zhì)膜,該聚合物電解質(zhì)膜可以具有以下特性:1)優(yōu)異的質(zhì)子電導(dǎo)率,2)防止電解質(zhì)穿過,3)較強(qiáng)的耐化學(xué)性,4)強(qiáng)化的機(jī)械性能和/或4)較低的溶脹比。聚合物電解質(zhì)膜分為氟類、部分氟類和烴類等,部分氟類聚合物電解質(zhì)膜具有基于氟的主鏈,因此,其具有物理和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異并且熱穩(wěn)定性較高的優(yōu)點(diǎn)。此外,由于與氟類聚合物電解質(zhì)膜相似,陽(yáng)離子遷移官能團(tuán)與基于氟的鏈的末端連接,因此,部分氟類聚合物電解質(zhì)膜具有烴類聚合物電解質(zhì)膜和氟類聚合物電解質(zhì)膜兩者的優(yōu)點(diǎn)。然而,部分氟類聚合物電解質(zhì)膜具有的問題在于,由于陽(yáng)離子遷移官能團(tuán)的微相分離和聚集現(xiàn)象沒有得到有效控制,因此陽(yáng)離子電導(dǎo)率相對(duì)較低。因此,已經(jīng)進(jìn)行研究以通過磺酸基團(tuán)的分布和微相分離的控制來(lái)確保較高的陽(yáng)離子電導(dǎo)率。[引用列出][專利文獻(xiàn)]韓國(guó)專利申請(qǐng)公開no.10-2003-0076057技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:技術(shù)問題本申請(qǐng)旨在提供一種具有較強(qiáng)的耐酸性的聚合物以及包含該聚合物的聚合物電解質(zhì)膜。技術(shù)方案本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N聚合物,包含:由下面化學(xué)式1表示的第一單體;以及不同于第一單體并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)的第二單體,[化學(xué)式1]在化學(xué)式1中,a是-so3h、-so3-m+、-cooh、-coo-m+、-po3h2、-po3h-m+、-po32-2m+、-o(cf2)mso3h、-o(cf2)mso3-m+、-o(cf2)mcooh、-o(cf2)mcoo-m+、-o(cf2)mpo3h2、-o(cf2)mpo3h-m+或-o(cf2)mpo32-2m+,m是1至6的整數(shù),m是第1族元素,r1和r2彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是鹵素基團(tuán),n是1至10的整數(shù),以及當(dāng)m和n為2以上時(shí),在括號(hào)中的兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)彼此相同或不同。另外,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N包含上述聚合物的聚合物電解質(zhì)膜。另外,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N增強(qiáng)膜,包括:基板;以及所述聚合物。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N膜電極組件,包括:陽(yáng)極;陰極;以及設(shè)置在陽(yáng)極和陰極之間的上述聚合物電解質(zhì)膜。另外,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N膜電極組件,包括:陽(yáng)極;陰極;以及設(shè)置在陽(yáng)極和陰極之間的上述增強(qiáng)膜。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N聚合物電解質(zhì)型燃料電池,包括:兩個(gè)以上的上述膜電極組件;堆疊體,該堆疊體包括設(shè)置在膜電極組件之間的雙極板;向堆疊體供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)部;以及向堆疊體供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)部。另外,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N氧化還原液流電池,包括:正極池,該正極池包括正極和正極電解液;負(fù)極池,該負(fù)極池包括負(fù)極和負(fù)極電解液;以及設(shè)置在正極池和負(fù)極池之間的上述聚合物電解質(zhì)膜。最后,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N氧化還原液流電池,包括:正極池,該正極池包括正極和正極電解液;負(fù)極池,該負(fù)極池包括負(fù)極和負(fù)極電解液;以及設(shè)置在正極池和負(fù)極池之間的上述增強(qiáng)膜。有益效果根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的包含聚合物的聚合物電解質(zhì)膜容易形成親水-疏水相分離結(jié)構(gòu)。此外,對(duì)于所述聚合物電解質(zhì)膜,通過控制所述相分離結(jié)構(gòu),在聚合物電解質(zhì)膜中有效地形成親水性通道。此外,所述聚合物電解質(zhì)膜具有優(yōu)異的質(zhì)子電導(dǎo)率。因此,包括所述聚合物電解質(zhì)膜的燃料電池和/或氧化還原液流電池具有較高的性能。此外,與相關(guān)領(lǐng)域中包含全氟磺酸的聚合物電解質(zhì)膜相比,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的包含所述聚合物的聚合物電解質(zhì)膜具有優(yōu)異的釩透過率,因此,當(dāng)應(yīng)用于釩氧化還原液流電池(vrfb)時(shí),在電解液的容量方面具有優(yōu)異的下降幅度。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物電解質(zhì)膜防止電負(fù)性過度分裂(beingextremelydivided),結(jié)果,對(duì)自由基的耐酸性增強(qiáng)。此外,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的包括增強(qiáng)膜的氧化還原液流電池可以減少釩離子的穿過(crossover)。最后,當(dāng)包括根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜時(shí),耐久性提高,因此,可以提供具有較長(zhǎng)的使用壽命的裝置。附圖說(shuō)明圖1是示出燃料電池的發(fā)電原理的示意圖;圖2是示意性地示出氧化還原液流電池的一個(gè)實(shí)例的視圖;圖3是示意性地示出燃料電池的一個(gè)實(shí)例的視圖;圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施例2和全氟磺酸的單元電池評(píng)價(jià)結(jié)果的視圖。[參考數(shù)字和符號(hào)的說(shuō)明]100:電解質(zhì)膜200a:陽(yáng)極200b:陰極10、20:槽11、21:泵31:電解質(zhì)膜32:正極池33:負(fù)極池41:正極電解液42:負(fù)極電解液60:堆疊體70:氧化劑供應(yīng)部80:燃料供應(yīng)部81:燃料槽82:泵具體實(shí)施方式下文中,將更詳細(xì)地描述本申請(qǐng)。在本申請(qǐng)中,當(dāng)一個(gè)部件“包括”一個(gè)構(gòu)成元件時(shí),除非另外特別說(shuō)明,否則這并不表示排除另外的構(gòu)成元件,而是表示還可以包括另外的構(gòu)成元件。本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案提供一種聚合物,包含:由化學(xué)式1表示的第一單體;以及不同于第一單體并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)的第二單體。在本申請(qǐng)中,使用-[cr1r2]n-a結(jié)構(gòu)和s原子作為化學(xué)式1中的苯環(huán)的連接基團(tuán)。在這種情況下,由于與s原子連接的-[cr1r2]n-a的吸電子特性,使得可以提供一種容易形成并且穩(wěn)定的聚合物。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,r1和r2彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是鹵素基團(tuán)。具體地,r1和r2可以各自獨(dú)立地選自f、cl、br和i中。當(dāng)在聚合物電解質(zhì)膜中包含本申請(qǐng)的包含由化學(xué)式1表示的第一單體的聚合物時(shí),如果化學(xué)式1的r1和r2是鹵素基團(tuán),電子可以被良好地吸引,使得a官能團(tuán)的酸度提高,因此,具有可以促進(jìn)氫離子的遷移并且可以使聚合物電解質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)變強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。具體地,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案,當(dāng)r1和r2為氟時(shí),所述優(yōu)點(diǎn)可以最大化。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案,化學(xué)式1中與a相鄰的碳取代的r1和r2可以用來(lái)提高去陽(yáng)離子化。另外,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物包含第二單體,該第二單體與第一單體不同并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)。在這種情況下,可以防止電負(fù)性過度分裂,結(jié)果,可以增強(qiáng)對(duì)自由基的耐酸性。因此,當(dāng)所述聚合物包含由化學(xué)式1表示的第一單體和第二單體兩者時(shí),可以同時(shí)預(yù)期烴類聚合物的機(jī)械強(qiáng)度和氟類聚合物的相分離的優(yōu)異效果,并且可以預(yù)期具有優(yōu)異的離子電導(dǎo)率和較強(qiáng)的耐酸性的聚合物。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,n是2至10的整數(shù)。在本申請(qǐng)的另一示例性實(shí)施方案中,n是2至6的整數(shù)。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的由化學(xué)式1表示的單體,可以調(diào)節(jié)n的數(shù)目。在這種情況下,所述單體可以調(diào)節(jié)括號(hào)中結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度,用來(lái)促進(jìn)聚合物電解質(zhì)膜的相分離現(xiàn)象,并且用來(lái)促進(jìn)聚合物電解質(zhì)膜的氫離子遷移。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,n是2。在另一示例性實(shí)施方案中,n是3。在另一示例性實(shí)施方案中,n是4。在另一示例性實(shí)施方案中,n是5。在另一示例性實(shí)施方案中,n是6。在又一示例性實(shí)施方案中,n是7。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,n是8。在另一示例性實(shí)施方案中,n是9。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,n是10。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,a是-so3h或-so3-m+。在另一示例性實(shí)施方案中,a是-so3h。如上所述,當(dāng)化學(xué)式1中a是-so3h或-so3-m+時(shí),可以形成化學(xué)穩(wěn)定的聚合物。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,m是第1族元素。在本申請(qǐng)中,第1族元素可以是li、na或k。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,由化學(xué)式1表示的單體由下面化學(xué)式1-1至1-9中的任意一種表示。[化學(xué)式1-1][化學(xué)式1-2][化學(xué)式1-3][化學(xué)式1-4][化學(xué)式1-5][化學(xué)式1-6][化學(xué)式1-7][化學(xué)式1-8][化學(xué)式1-9]在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述第二單體衍生自由下面化學(xué)式2或化學(xué)式3表示的化合物。[化學(xué)式2][化學(xué)式3]在化學(xué)式2和3中,a1至a4彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是羥基或鹵素基團(tuán),l1是:直接鍵;cr3r4;c=o;o;s;so2;sir5r6;或者取代或未取代的亞芴基,r3至r6彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是:氫;烷基;氟;鹵代烷基;或苯基,s1至s3彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是:氫;氘;鹵素基團(tuán);氰基;腈基;硝基;羥基;鹵代烷基;取代或未取代的烷基;取代或未取代的環(huán)烷基;取代或未取代的烷氧基;取代或未取代的烯基;取代或未取代的甲硅烷基;取代或未取代的芳基;或者取代或未取代的雜環(huán)基,s1、s2和s3各自是1至4的整數(shù),m'是1至5的整數(shù),當(dāng)s1、s2、s3和m'各自是2以上的整數(shù)時(shí),括號(hào)中的兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)彼此相同或不同,以及化學(xué)式2和化學(xué)式3被至少一個(gè)氟取代;或被鹵代烷基取代。在本申請(qǐng)中,“化學(xué)式2和化學(xué)式3被至少一個(gè)氟取代;或被鹵代烷基取代”的含義可以是如下面描述的情況。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,當(dāng)?shù)诙误w衍生自化學(xué)式2并且l1是cr3r4或sir5r6時(shí),r3至r6、s1和s2中的至少一個(gè)是氟或鹵代烷基。在另一示例性實(shí)施方案中,當(dāng)?shù)诙误w衍生自化學(xué)式2并且l1是c=o、o、s或so2時(shí),s1和s2中的至少一個(gè)可以是氟或鹵代烷基。在另一示例性實(shí)施方案中,當(dāng)?shù)诙误w衍生自化學(xué)式2并且l1是取代或未取代的亞芴基時(shí),亞芴基的取代基、s1和s2中的至少一個(gè)可以是氟或鹵代烷基。在又一示例性實(shí)施方案中,當(dāng)?shù)诙误w衍生自化學(xué)式3時(shí),s3中的至少一個(gè)可以是氟或鹵代烷基。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述第二單體衍生自化學(xué)式2。在另一示例性實(shí)施方案中,l1是cr3r4。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,r3是鹵代烷基。在另一示例性實(shí)施方案中,r3是三氟甲基。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,r4是鹵代烷基。在另一示例性實(shí)施方案中,r4是三氟甲基。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述第二單體衍生自化學(xué)式3。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,m'是2。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,s3是鹵素基團(tuán)。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,s3是氟。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,a1至a4是氟。在另一示例性實(shí)施方案中,a1至a4是羥基。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述第二單體衍生自由下面的化學(xué)式2-1、2-2和3-1至3-3中的任意一種表示的化合物。[化學(xué)式2-1][化學(xué)式2-2][化學(xué)式3-1][化學(xué)式3-2][化學(xué)式3-3]在化學(xué)式2-1、2-2以及3-1至3-3中,a1'至a4'彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是鹵素基團(tuán)。在本申請(qǐng)中,所述鹵素基團(tuán)是氟、氯、溴或碘。在本申請(qǐng)中,“衍生”是指當(dāng)一個(gè)化合物的鍵斷裂時(shí)或者取代基脫離時(shí)一個(gè)新鍵生成,衍生自該化合物的單體可以是指構(gòu)成聚合物的重復(fù)單元。所述單體可以包含在聚合物中的主鏈中以構(gòu)成該聚合物。具體地,“衍生”是指當(dāng)氫從化學(xué)式2和化學(xué)式3中取代的取代羥基(-oh)上脫離時(shí)單體被包含在聚合物中,并且構(gòu)成重復(fù)單元,即,單體。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述聚合物可以還包含支化物。在本申請(qǐng)中,所述支化物用于使聚合物鏈連接或交聯(lián)。在本申請(qǐng)中,在聚合物還包含支化物的情況下,該支化物可以直接構(gòu)成聚合物的主鏈,并且可以提高薄膜的機(jī)械整體性程度。例如,在本發(fā)明的支化聚合物中,在不進(jìn)行后磺化反應(yīng)或磺化聚合物的交聯(lián)反應(yīng)的情況下,通過使不包含酸取代基的支化疏水性嵌段和包含酸取代基的支化親水性嵌段聚合,支化物直接構(gòu)成聚合物的主鏈,且保持薄膜的機(jī)械整體性程度的疏水性嵌段和賦予薄膜離子電導(dǎo)率的親水性嵌段可以交替地形成化學(xué)鍵。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述聚合物還包含由下面化學(xué)式4的化合物衍生的支化物或由下面化學(xué)式5表示的支化物。[化學(xué)式4][化學(xué)式5]在化學(xué)式4和5中,x是:s;o;co;so;so2;nr;以及基于烴或基于氟的連接基(binder),l是0至10的整數(shù),當(dāng)l為2以上時(shí),兩個(gè)或更多個(gè)x彼此相同或不同,y1和y2彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是:nrr;被選自羥基和鹵素基團(tuán)的一個(gè)或兩個(gè)或更多個(gè)取代基取代的芳環(huán);或者被選自羥基和鹵素基團(tuán)的一個(gè)或兩個(gè)或更多個(gè)取代基取代的脂肪族環(huán),r是被鹵素基團(tuán)取代的芳環(huán)或被鹵素基團(tuán)取代的脂肪族環(huán),以及z是三價(jià)有機(jī)基團(tuán)。下面將描述本申請(qǐng)中取代基的實(shí)例,但是不限于此。在本申請(qǐng)中,是指與相鄰的取代基或聚合物的主鏈鍵合。在本申請(qǐng)中,當(dāng)在每個(gè)y1和y2的鹵素基團(tuán)取代的芳環(huán)或者鹵素基團(tuán)取代的脂肪族環(huán)中,鹵素基團(tuán)從芳環(huán)或脂肪族環(huán)上脫離時(shí),由化學(xué)式4的化合物衍生的支化物可以用作支化物。術(shù)語(yǔ)“取代”是指與化合物的碳原子鍵合的氫原子轉(zhuǎn)化為另一取代基,且對(duì)要取代的位置沒有限制,只要該位置是氫原子被取代的位置,即,取代基可以被取代的位置即可,并且當(dāng)兩個(gè)和更多個(gè)被取代時(shí),這兩個(gè)或更多個(gè)取代基可以彼此相同或不同。在本申請(qǐng)中,烴類化合物是指僅由碳和氫組成的有機(jī)化合物,其實(shí)例包括直鏈烴、支鏈烴和環(huán)狀烴等,并且不限于此。此外,烴類化合物可以包括單鍵、雙鍵或三鍵,并且不限于此。在本申請(qǐng)中,基于氟的連接基是指在烴類化合物中碳-氫鍵部分或全部被氟取代。在本申請(qǐng)中,所述芳環(huán)可以是芳族烴環(huán)或芳族雜環(huán),并且可以是單環(huán)或多環(huán)。芳族烴環(huán)的具體實(shí)例包括:?jiǎn)苇h(huán)芳環(huán),如苯基、聯(lián)苯基和三聯(lián)苯基;以及多環(huán)芳環(huán),如萘基、聯(lián)萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、并四苯基、基、芴基、苊基、苯并菲基和熒蒽基等,但是不限于此。在本申請(qǐng)中,芳族雜環(huán)是指在芳族烴環(huán)中包含一個(gè)或多個(gè)雜原子如o、s、n、se等代替碳原子的結(jié)構(gòu)。其具體實(shí)例包括:噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、三唑基、吡啶基、聯(lián)吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、噠嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、異喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、鄰二氮雜菲基、噻唑基、異噁唑基、噁二唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等,但是不限于此。在本申請(qǐng)中,所述脂肪族環(huán)可以是脂肪族烴環(huán)或脂肪族雜環(huán),并且可以是單環(huán)或多環(huán)。脂肪族環(huán)的實(shí)例包括環(huán)戊基、環(huán)己基等,但是不限于此。在本申請(qǐng)中,所述有機(jī)基團(tuán)的實(shí)例包括烷基、烯基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、芳基、芳烷基等。所述有機(jī)基團(tuán)可以包括除烴基外的鍵或取代基,例如有機(jī)基團(tuán)中的雜原子。此外,所述有機(jī)基團(tuán)可以是直鏈有機(jī)基團(tuán)、支鏈有機(jī)基團(tuán)和環(huán)狀有機(jī)基團(tuán)中的任意一種。在本申請(qǐng)中,所述三價(jià)有機(jī)基團(tuán)是指在有機(jī)化合物中具有三個(gè)鍵合位置的三價(jià)基團(tuán)。另外,有機(jī)基團(tuán)還可以形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),并且可以通過包含雜原子來(lái)形成鍵,只要不損害本發(fā)明的效果即可。具體地,其實(shí)例包括包含雜原子如氧原子、氮原子和硅原子的鍵。其具體實(shí)例包括:醚鍵、硫醚鍵、羰基鍵、硫代羰基鍵、酯鍵、酰胺鍵、氨基甲酸酯鍵、亞氨基鍵(-n=c(-a)-、-c(=na)-:a表示氫原子或有機(jī)基團(tuán))、碳酸酯鍵、磺?;I、亞磺?;I、偶氮鍵等,但是不限于此。環(huán)狀結(jié)構(gòu)可以是上述芳環(huán)、脂肪族環(huán)等,并且可以是單環(huán)或多環(huán)。在本申請(qǐng)中,烷基可以是直鏈的或支鏈的,對(duì)其碳原子數(shù)沒有特別地限制,但是碳原子數(shù)優(yōu)選為1至50。烷基的具體實(shí)例包括:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基等,但是不限于此。在本申請(qǐng)中,烯基可以是直鏈的或支鏈的,對(duì)其碳原子數(shù)沒有特別地限制,但是優(yōu)選為2至40。烯基的具體實(shí)例包括:乙烯基、1-丙烯基、異丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基(1-phenylvinyl-1-yl)、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-雙(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、茋基、苯乙烯基等,但是不限于此。在本申請(qǐng)中,對(duì)環(huán)烷基沒有特別地限制,但是優(yōu)選具有3至60個(gè)碳原子,其實(shí)例包括環(huán)戊基、環(huán)己基等,但是不限于此。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,l為3以上。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,x是s。在另一示例性實(shí)施方案中,x是鹵代烷基。在本申請(qǐng)的另一示例性實(shí)施方案中,x是nr。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,y1和y2彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是鹵素取代的芳環(huán)。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,y1和y2彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是氟取代的芳族烴環(huán)。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,y1和y2彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是nrr。在另一示例性實(shí)施方案中,y1和y2各自是氟取代的苯基。其具體實(shí)例包括2,4-苯基、2,6-苯基、2,3-苯基、3,4-苯基等,但是不限于此。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,由化學(xué)式4表示的化合物可以由下面結(jié)構(gòu)中的任意一種表示。在所述結(jié)構(gòu)中,x、l和r與在化學(xué)式4中的定義相同。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案,化學(xué)式5中的z可以由下面化學(xué)式5-1至5-4中的任意一種表示。[化學(xué)式5-1][化學(xué)式5-2][化學(xué)式5-3][化學(xué)式5-4]在化學(xué)式5-1至5-4中,l2至l8彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是:直接鍵;-s-;-o-;-co-;或-so2-,r10至r20彼此相同或不同,并且各自獨(dú)立地是:氫;氘;鹵素基團(tuán);氰基;腈基;硝基;羥基;取代或未取代的烷基;取代或未取代的環(huán)烷基;取代或未取代的烷氧基;取代或未取代的烯基;取代或未取代的芳基;或者取代或未取代的雜芳基,a、b、c、f、h、i和j各自是1至4的整數(shù),d、e和g各自是1至3的整數(shù),k是1至6的整數(shù),以及當(dāng)a、b、c、d、e、f、g、h、i、j和k各自是2以上的整數(shù)時(shí),在括號(hào)中的兩個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)彼此相同或不同。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,l1是co。在另一示例性實(shí)施方案中,l1是so2。在另一示例性實(shí)施方案中,l1是s。在另一示例性實(shí)施方案中,l2是co。在另一示例性實(shí)施方案中,l2是so2。在又一示例性實(shí)施方案中,l2是s。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,l3是co。在另一示例性實(shí)施方案中,l3是so2。在又一示例性實(shí)施方案中,l3是s。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,l4是co。在另一示例性實(shí)施方案中,l4是so2。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,l5是直接鍵。在另一示例性實(shí)施方案中,l6是直接鍵。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,l7是直接鍵。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,r10至r20是氫。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,r16是鹵素基團(tuán)。在另一示例性實(shí)施方案中,r16是氟。另外,在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,由化學(xué)式5表示的支化物可以由下面結(jié)構(gòu)中的任意一種表示。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述聚合物的重均分子量為500g/mol至2,000,000g/mol。當(dāng)聚合物的重均分子量在所述范圍內(nèi)時(shí),包含所述聚合物的電解質(zhì)膜的機(jī)械性能不會(huì)劣化,并且通過保持所述聚合物的適當(dāng)?shù)娜芙舛?,可以容易地制備電解質(zhì)膜。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,由化學(xué)式1表示的第一單體和與第一單體不同并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)的第二單體可以構(gòu)成無(wú)規(guī)聚合物。在這種情況下,由于化學(xué)式中的-[cr1r2]n-a結(jié)構(gòu)以側(cè)鏈的形式伸出,使得聚合物中的a官能團(tuán)被捕獲到以促進(jìn)相分離,因此,包含由化學(xué)式1表示的單體的聚合物可以容易地形成離子通道。因此,可以預(yù)期聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率提高的效果。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,基于聚合物的總含量,聚合物中由化學(xué)式1表示的第一單體的含量為1摩爾%至99摩爾%;基于聚合物的總含量,不同于第一單體并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)的第二單體的含量為1摩爾%至99摩爾%。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,基于聚合物的總含量,聚合物中由化學(xué)式1表示的第一單體的含量為50摩爾%至99摩爾%;基于聚合物的總含量,不同于第一單體并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)的第二單體的含量為1摩爾%至50摩爾%。在根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物中,所述第一單體用于提高離子電導(dǎo)率,所述第二單體用于減少穿過。因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過調(diào)節(jié)第一單體和第二單體的含量,來(lái)得到所期望的離子電導(dǎo)率,并同時(shí)防止穿過。在本申請(qǐng)的另一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述聚合物是包括親水性嵌段和疏水性嵌段的嵌段聚合物,其中所述親水性嵌段包含由化學(xué)式1表示的第一單體。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,在所述嵌段聚合物中包括的親水性嵌段和疏水性嵌段的摩爾比例為1:0.1至1:10。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,在所述嵌段聚合物中包括的親水性嵌段和疏水性嵌段的摩爾比例為1:0.1至1:2。在另一示例性實(shí)施方案中,在所述嵌段聚合物中包括的親水性嵌段和疏水性嵌段的摩爾比例為1:0.8至1:1.2。在這種情況下,可以提高嵌段聚合物的離子遷移能力。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,基于所述親水性嵌段,由化學(xué)式1表示的單體在親水性嵌段中的含量為0.01摩爾%至100摩爾%。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述親水性嵌段的數(shù)均分子量為1,000g/mol至300,000g/mol。在一個(gè)具體示例性實(shí)施方案中,親水性嵌段的數(shù)均分子量為2,000g/mol至100,000g/mol。在另一示例性實(shí)施方案中,親水性嵌段的數(shù)均分子量為2,500g/mol至50,000g/mol。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述疏水性嵌段的數(shù)均分子量為1,000g/mol至300,000g/mol。在一個(gè)具體示例性實(shí)施方案中,疏水性嵌段的數(shù)均分子量為2,000g/mol至100,000g/mol。在另一示例性實(shí)施方案中,疏水性嵌段的數(shù)均分子量為2,500g/mol至50,000g/mol。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案,在嵌段聚合物的情況下,由于親水性嵌段片段和疏水性嵌段片段的清晰分開,促進(jìn)相分離,結(jié)果,離子可以容易地遷移。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案,當(dāng)包含由化學(xué)式1表示的單體時(shí),由于親水性嵌段和疏水性嵌段更清晰地分開,因此,離子遷移效果會(huì)優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的聚合物的離子遷移效果。所述嵌段聚合物是如下聚合物:該聚合物構(gòu)成為一個(gè)嵌段和不同于該嵌段的一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)嵌段各自連接至該聚合物的主鏈上。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述嵌段聚合物可以包括親水性嵌段和疏水性嵌段。具體地,在一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述嵌段聚合物可以包括親水性嵌段和疏水性嵌段,該親水性嵌段和疏水性嵌段包含由化學(xué)式1表示的單體。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,不同于第一單體并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)的第二單體包含在疏水性嵌段中。在另一示例性實(shí)施方案中,不同于第一單體并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)的第二單體包含在親水性嵌段中。本申請(qǐng)的“親水性嵌段”是指具有離子交換基團(tuán)作為官能團(tuán)的嵌段。此處,所述官能團(tuán)可以是選自-so3h、-so3-m+、-cooh、-coo-m+、-po3h2、-po3h-m+、-po32-2m+、-o(cf2)mso3h、-o(cf2)mso3-m+、-o(cf2)mcooh、-o(cf2)mcoo-m+、-o(cf2)mpo3h2、-o(cf2)mpo3h-m+和-o(cf2)mpo32-2m+中的至少一種。此處,m可以是金屬元素。換言之,所述官能團(tuán)可以是親水性的。本申請(qǐng)的“具有離子交換基團(tuán)的嵌段”是指如下嵌段,當(dāng)離子交換基團(tuán)數(shù)目由每個(gè)構(gòu)成相應(yīng)嵌段的結(jié)構(gòu)單體的離子交換基團(tuán)數(shù)目表示時(shí),該嵌段具有平均0.5以上的離子交換基團(tuán),更優(yōu)選,該嵌段具有每個(gè)結(jié)構(gòu)單體平均1.0以上的離子交換基團(tuán)。本申請(qǐng)的“疏水性嵌段”是指基本上不具有離子交換基團(tuán)的聚合物嵌段。本申請(qǐng)的“基本上不具有離子交換基團(tuán)的嵌段”是指如下嵌段,當(dāng)離子交換基團(tuán)數(shù)目由每個(gè)構(gòu)成相應(yīng)嵌段的結(jié)構(gòu)單體的離子交換基團(tuán)數(shù)目表示時(shí),該嵌段具有平均小于0.1的離子交換基團(tuán),更優(yōu)選地具有平均0.05以下的離子交換基團(tuán),還更優(yōu)選地不具有離子交換基團(tuán)。另外,本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N包含上述聚合物的聚合物電解質(zhì)膜。當(dāng)所述聚合物電解質(zhì)膜包含含有由根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的化合物衍生的單體的聚合物時(shí),所述聚合物電解質(zhì)膜可以具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較高的離子電導(dǎo)率,并且可以促進(jìn)電解質(zhì)膜的相分離現(xiàn)象。在本申請(qǐng)中,“電解質(zhì)膜”是可以交換離子的膜,包括膜、離子交換膜、離子遷移膜、離子傳導(dǎo)膜、分離膜、離子交換分離膜、離子遷移分離膜、離子傳導(dǎo)分離膜、離子交換電解質(zhì)膜、離子遷移電解質(zhì)膜或離子傳導(dǎo)電解質(zhì)膜等。除了所述聚合物電解質(zhì)膜包含含有由所述化合物衍生的單體的聚合物之外,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物電解質(zhì)膜可以通過使用本領(lǐng)域已知的材料和/方法制備。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案,聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率為0.01s/cm以上且為0.5s/cm以下。在另一示例性實(shí)施方案中,聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率為0.01s/cm以上且為0.3s/cm以下。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,可以在調(diào)濕的條件下測(cè)量聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率。本申請(qǐng)中的調(diào)濕條件可以是指相對(duì)濕度(rh)為10%至100%。另外,在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述聚合物電解質(zhì)膜的離子交換容量(iec)值為0.01mmol/g至5mmol/g。當(dāng)聚合物電解質(zhì)膜的離子交換容量值在所述范圍內(nèi)時(shí),在聚合物電解質(zhì)膜中形成離子通道,并且聚合物可以表現(xiàn)出離子導(dǎo)電性。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述聚合物電解質(zhì)膜的厚度為1μm至500μm。具有在上述范圍內(nèi)厚度的聚合物電解質(zhì)膜可以減少電流短路和電解質(zhì)物質(zhì)的穿過,并且可以表現(xiàn)出優(yōu)異的陽(yáng)離子導(dǎo)電性能。本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案提供一種增強(qiáng)膜,包括:基板;以及上述聚合物。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述“增強(qiáng)膜”作為能夠交換離子的膜,是一種包括基板作為增強(qiáng)材料的電解質(zhì)膜,所述“增強(qiáng)膜”可以是指包括基板的膜、離子交換膜、離子遷移膜、離子傳導(dǎo)膜、分離膜、離子交換分離膜、離子遷移分離膜、離子傳導(dǎo)分離膜、離子交換電解質(zhì)膜、離子遷移電解質(zhì)膜或離子傳導(dǎo)電解質(zhì)膜等。在本申請(qǐng)中,所述基板可以是指具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的支撐體,包括基板和聚合物的增強(qiáng)膜可以是指所述聚合物包含在基板的一個(gè)表面的至少一部分中、與該一個(gè)表面相對(duì)的表面中以及所述基板中的孔隙區(qū)域中。換言之,本申請(qǐng)的增強(qiáng)膜可以以聚合物浸漬在基板中的形式提供。所述聚合物與上面描述的內(nèi)容的相同。在烴類離子遷移分離膜的情況下,與氟類分離膜相比,具有離子遷移能力劣化的問題,并且耐化學(xué)性較弱。因此,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜包含含有由化學(xué)式1表示的單元的聚合物,從而具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較高的離子電導(dǎo)率,并且可以促進(jìn)增強(qiáng)膜的相分離現(xiàn)象。另外,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜包括基板,因此提高耐化學(xué)性和耐久性,從而改善裝置的使用壽命。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,選擇聚丙烯(pp)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯(pe)和聚偏二氟乙烯(pvdf)中的一種或兩種作為基板。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,基于100重量份的增強(qiáng)膜,所述聚合物的含量為10重量份至99重量份。在另一示例性實(shí)施方案中,基于100重量份的增強(qiáng)膜,所述聚合物的含量為10重量份至99重量份,所述基板的含量為1重量份至90重量份。隨著基板的含量的增加,釩離子的穿過會(huì)降低;隨著聚合物的含量的增加,電池性能會(huì)改善。因此,當(dāng)根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的基板和聚合物的含量在所述范圍內(nèi)時(shí),可以保持電池的性能,同時(shí)可以降低釩離子的穿過。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案,所述增強(qiáng)膜的離子電導(dǎo)率為0.001s/cm以上且為0.5s/cm以下。在另一示例性實(shí)施方案中,增強(qiáng)膜的離子電導(dǎo)率為0.001s/cm以上且為0.3s/cm。在本申請(qǐng)中,離子電導(dǎo)率可以在與上述方法相同的條件下測(cè)量。另外,在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述增強(qiáng)膜的離子交換容量(iec)值為0.01mmol/g至5.0mmol/g。當(dāng)增強(qiáng)膜的離子交換容量(iec)值在所述范圍內(nèi)時(shí),在增強(qiáng)膜中形成離子通道,并且聚合物可以表現(xiàn)出離子導(dǎo)電性。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述增強(qiáng)膜的厚度為0.01μm至10,000μm。厚度在所述范圍內(nèi)的增強(qiáng)膜可以減少電流短路和電解質(zhì)物質(zhì)的穿過,并且可以表現(xiàn)出優(yōu)異的陽(yáng)離子導(dǎo)電特性。本申請(qǐng)還提供一種增強(qiáng)膜的制備方法,該制備方法包括:制備基板;以及將所述基板浸漬在包含由化學(xué)式1表示的單元的聚合物中。在本申請(qǐng)中,浸漬是指聚合物滲透進(jìn)基板中。在本申請(qǐng)中,浸漬可以通過采用基板在聚合物中的浸透、槽模涂布(slotdyecoating)、棒鑄造(barcasting)等來(lái)進(jìn)行。在本申請(qǐng)中,浸透可以表示為諸如浸涂或浸漬法的術(shù)語(yǔ)。在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述增強(qiáng)膜可以具有取向。具體地,在本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案中,所述基板可以通過單軸拉伸或雙軸拉伸來(lái)制備,由拉伸引起基板的取向可以確定增強(qiáng)膜的取向。因此,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜可以在縱向(machinedirection)(md)和垂直于縱向(md)的方向上具有取向,并且所述增強(qiáng)膜根據(jù)取向可以表現(xiàn)出在物理性能如應(yīng)力和伸長(zhǎng)率上的差異。本申請(qǐng)還提供一種增強(qiáng)膜的制備方法,該制備方法包括:制備基板;以及將所述基板浸入聚合物中。在本申請(qǐng)中,基板和聚合物與上面所描述的相同。本申請(qǐng)還提供一種膜電極組件,包括:陽(yáng)極;陰極;以及設(shè)置在陽(yáng)極和陰極之間的上述聚合物電解質(zhì)膜。本申請(qǐng)還提供一種膜電極組件,包括:陽(yáng)極;陰極;以及設(shè)置在陽(yáng)極和陰極之間的上述增強(qiáng)膜。所述膜電極組件(mea)是指發(fā)生燃料與空氣的電化學(xué)催化反應(yīng)的電極(陰極和陽(yáng)極)與發(fā)生氫離子遷移的聚合物膜的組件,并且膜電極組件(mea)是電極(陰極和陽(yáng)極)和電解質(zhì)膜粘接的單一整體式單元。本申請(qǐng)的膜電極組件是陽(yáng)極的催化劑層和陰極的催化劑層與電解質(zhì)膜接觸的形式,可以通過本領(lǐng)域中已知的常規(guī)方法制備。作為一個(gè)實(shí)例,所述膜電極組件可以按如下方法制得:在100℃至400℃下將陰極、陽(yáng)極、以及位于陰極和陽(yáng)極之間的電解質(zhì)膜熱壓合,其中陰極、陽(yáng)極和電解質(zhì)膜處于彼此緊密接觸的狀態(tài)中。陽(yáng)極電極可以包括陽(yáng)極催化劑層和陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層。陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層可以包括陽(yáng)極微孔層和陽(yáng)極電極基板。陰極電極可以包括陰極催化劑層和陰極氣體擴(kuò)散層。陰極氣體擴(kuò)散層可以包括陰極微孔層和陰極電極基板。圖1示意性地示出燃料電池的發(fā)電原理,在燃料電池中,最基本的發(fā)電單元是膜電極組件(mea),膜電極組件由電解質(zhì)膜100和在電解質(zhì)膜100的兩個(gè)面上形成的陽(yáng)極200a和陰極200b的電極組成。參照示出燃料電池的發(fā)電原理的圖1,在陽(yáng)極200a中發(fā)生燃料(如氫氣)或烴(如甲醇和丁烷)的氧化反應(yīng),結(jié)果,產(chǎn)生氫離子(h+)和電子(e-),并且氫離子通過電解質(zhì)膜100遷移至陰極200b。在陰極200b中,通過電解質(zhì)膜100遷移的氫離子、氧化劑(如氧氣)和電子反應(yīng)生成水。電子通過所述反應(yīng)遷移至外部電路。陽(yáng)極電極的催化劑層是燃料的氧化反應(yīng)發(fā)生的位置,可以優(yōu)選使用選自鉑、釕、鋨、鉑-釕合金、鉑-鋨合金、鉑-鈀合金和鉑-過渡金屬合金的催化劑。陰極電極的催化劑層是氧化劑的還原反應(yīng)發(fā)生的位置,可以優(yōu)選使用鉑或鉑-過渡金屬合金作為催化劑。所述催化劑不僅可以以它們本身形式使用,而且可以負(fù)載在碳類載體上使用??梢酝ㄟ^本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法來(lái)進(jìn)行引入催化劑層的工藝,例如,可以通過用催化劑油墨直接涂布電解質(zhì)膜,或者用催化劑油墨涂布?xì)怏w擴(kuò)散層來(lái)形成催化劑層。在這種情況下,對(duì)催化劑油墨的涂布方法沒有特別地限制,但是可以使用諸如噴涂法、流延成型法(tapecasting)、絲網(wǎng)印刷法、刮刀涂布法、模具涂布法(diecoating)或旋涂法等的方法。催化劑油墨可以代表性地由催化劑、聚合物離子交聯(lián)聚合物和溶劑組成。所述氣體擴(kuò)散層起到電流導(dǎo)體和通道的作用,通過該通道反應(yīng)氣體和水遷移,并且所述氣體擴(kuò)散層具有多孔結(jié)構(gòu)。因此,氣體擴(kuò)散層可以包括導(dǎo)電基板。作為導(dǎo)電基板,可以優(yōu)選使用碳紙、碳布或碳?xì)帧怏w擴(kuò)散層還可以在催化劑層和導(dǎo)電基板之間包括微孔層。微孔層可以用來(lái)改善在低濕度條件下燃料電池的性能,并且用于通過減少流出氣體擴(kuò)散層的水量而使電解質(zhì)膜保持在充分濕潤(rùn)的狀態(tài)中。本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案提供一種聚合物電解質(zhì)型燃料電池,包括:兩個(gè)以上的膜電極組件;堆疊體,該堆疊體包括設(shè)置在膜電極組件之間的雙極板;向堆疊體供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)部;以及向堆疊體供應(yīng)氧化劑的氧化劑供應(yīng)部。在本申請(qǐng)中,所述膜電極組件包括上述聚合物電解質(zhì)膜,或者包括增強(qiáng)膜。燃料電池是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。換言之,燃料電池使用燃料氣體和氧化劑,并且采用利用在燃料氣體和氧化劑的氧化還原反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電子來(lái)產(chǎn)生電力的方法。可以使用上述膜電極組件(mea)通過本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法制備燃料電池。例如,可以通過由上述制備的膜電極組件(mea)和雙極板組成來(lái)制備燃料電池。本申請(qǐng)的燃料電池包括堆疊體、燃料供應(yīng)部和氧化劑供應(yīng)部。圖3示意性地示出燃料電池的結(jié)構(gòu),燃料電池包括堆疊體60、氧化劑供應(yīng)部70和燃料供應(yīng)部80。堆疊體60包括一個(gè)或兩個(gè)以上的上述膜電極組件,當(dāng)包括兩個(gè)以上膜電極組件時(shí),堆疊體60包括在它們之間插入的隔膜。隔膜用于防止膜電極組件彼此電連接,并且用于將從外部供應(yīng)的燃料和氧化劑輸送至膜電極組件。氧化劑供應(yīng)部70用于向堆疊體60供應(yīng)氧化劑。作為氧化劑,代表性地使用氧氣,氧氣或空氣可以通過泵(70)注入來(lái)使用。燃料供應(yīng)部80用于向堆疊體60供應(yīng)燃料,并且可以由儲(chǔ)存燃料的燃料槽81和將燃料槽81中儲(chǔ)存的燃料供應(yīng)至堆疊體60的泵82組成。作為燃料,可以使用氫氣或者氣體或液體狀態(tài)的烴類燃料。烴類燃料的實(shí)例包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或天然氣。所述燃料電池可以是聚合物電解質(zhì)燃料電池、直接液體燃料電池、直接甲醇燃料電池、直接甲酸燃料電池、直接乙醇燃料電池或直接二甲醚燃料電池等。當(dāng)根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的電解質(zhì)膜用作燃料電池的離子交換膜時(shí),上述效果可以表現(xiàn)出來(lái)。另外,本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案提供一種氧化還原液流電池,包括:包括正極和正極電解液的正極池;包括負(fù)極和負(fù)極電解液的負(fù)極池;以及設(shè)置在正極池和負(fù)極池之間的根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物電解質(zhì)膜。另一示例性實(shí)施方案提供一種氧化還原液流電池,包括:包括正極和正極電解液的正極池;包括負(fù)極和負(fù)極電解液的負(fù)極池;以及設(shè)置在正極池和負(fù)極池之間的根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜。氧化還原液流電池(氧化-還原液流電池)是一種電化學(xué)能量存儲(chǔ)裝置,其通過采用將包含在電解液中的活性物質(zhì)氧化和還原而使得電池充電和放電的系統(tǒng),來(lái)將活性物質(zhì)的化學(xué)能直接存儲(chǔ)為電能。氧化還原液流電池采用如下原理:當(dāng)包含不同氧化態(tài)的活性物質(zhì)的電解液與它們之間插入的離子交換膜接觸時(shí),給出或接收電子,使得電池充電和放電。通常,氧化還原液流電池由容納電解液的槽、發(fā)生充電和放電的電池單元以及使槽與電池單元之間的電解液循環(huán)的循環(huán)泵組成,電池單元的單位單元包括電極、電解質(zhì)和離子交換膜。當(dāng)將根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的電解質(zhì)膜用作氧化還原液流電池的離子交換膜時(shí),上述效果可以表現(xiàn)出來(lái)。除了所述氧化還原液流電池包括根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物電解質(zhì)膜之外,本申請(qǐng)的氧化還原液流電池可以通過本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法制備。如圖2中所示,氧化還原液流電池被電解質(zhì)膜31分為正極池32和負(fù)極池33。正極池32和負(fù)極池33分別包括正極和負(fù)極。正極池32通過管道與用于供應(yīng)和釋放正極電解液41的正極槽10連接。負(fù)極池33也通過管道與用于供應(yīng)和釋放負(fù)極電解液42的負(fù)極槽20連接。電解液通過泵11和21循環(huán),使離子氧化值變化的氧化/還原反應(yīng)(即氧化還原反應(yīng))發(fā)生,由此,在正極和負(fù)極發(fā)生充電和放電。下文中,將參照用于具體描述本申請(qǐng)的實(shí)施例詳細(xì)地描述本申請(qǐng)。然而,可以對(duì)根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例進(jìn)行各種形式的改變,并且不應(yīng)理解為本申請(qǐng)的范圍局限于下面詳細(xì)描述的實(shí)施例。提供本申請(qǐng)的實(shí)施例以便向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更完整地說(shuō)明本申請(qǐng)。實(shí)施例1.將4,4'-二氟二苯甲酮(1.54g,7.05mmol)、4,4'-(全氟丙烷-2,2-二基)聯(lián)苯酚(4,4'-(perfluoropropane-2,2-diyl)diphenol)(11.85g,35.23mmol)、2-((2,4-二氟苯基)硫代)-1,1,2,2-四氟乙烷-1-磺酸(2-((2,4-difluorophenyl)thio)-1,1,2,2-tetrafluoroethane-1-sulfonicacid)(10g,30.65mmol)、苯-1,3,5-三基三((4-氟苯基)甲酮)(benzene-1,3,5-triyltris((4-fluorophenyl)methanone)(0.3g,0.70mmol)和碳酸鉀(19.5g,140.93mmol)加入到容器中,然后向其中加入1-甲基-2-吡咯烷酮(60ml)和苯(60ml),所得到的混合物在140℃下活化,然后在180℃下攪拌24小時(shí),從而得到聚醚酮。比較例1.將4,4'-二氟二苯甲酮(7.42g)、碳酸鉀(8.72g)和對(duì)苯二酚磺酸鉀鹽(8g)加入到容器中,然后向其中加入63ml的二甲基亞砜(dmso)和60ml的苯,將得到的混合物在140℃下攪拌4小時(shí),然后在180℃下反應(yīng)15小時(shí)。向其中另外加入4,4'-二氟二苯甲酮(3.82g)、9,9-雙(羥基苯基)芴(6.4g)、碳酸鉀(2.4g)、二甲基亞砜(dmso)和苯,所得到的混合物在140℃下反應(yīng)4小時(shí),然后在180℃下反應(yīng)24小時(shí),從而得到聚醚酮。試驗(yàn)例1.耐化學(xué)性的比較對(duì)于在實(shí)施例1和比較例1中制備的聚醚酮,基于下面的等式1計(jì)算對(duì)釩氧化還原液流電池(vrfb)的耐酸性并進(jìn)行比較。通過將實(shí)驗(yàn)條件設(shè)定為在0.8v至1.7v(soc0-100)內(nèi)的電壓范圍條件下電流密度為50ma/cm2來(lái)評(píng)價(jià)單元電池,在這種情況下,使用在3m的硫酸中溶解有1m的釩的溶液作為電解液,電解液的用量為50cc。[等式1]在等式1中,m表示聚合物的最終分子量,m0表示聚合物的初始分子量,t表示經(jīng)過的循環(huán)數(shù),t表示半衰期(循環(huán))。通過使用等式1計(jì)算聚合物在釩硫酸水溶液中的半衰期,結(jié)果,可以證實(shí),比較例1中的半衰期為50,而實(shí)施例1中的半衰期為83.5,半衰期增加。半衰期是通過將充電和放電假設(shè)為一個(gè)循環(huán)而測(cè)量的結(jié)果。作為上述結(jié)果,可以證實(shí),在包含不同于第一單體并且包含氟和三氟烷基中的至少一個(gè)的第二單體的聚合物的情況下,耐酸性得到改善。試驗(yàn)例2.測(cè)量在實(shí)施例1中制備的聚醚酮、全氟磺酸(由dupontco.,ltd.制備)和gcm的離子電導(dǎo)率和透過率,結(jié)果示于下面的表1中。[表1]如表1中的結(jié)果所示,可以證實(shí),包含根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物的聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率比gcmltd.制備的膜的離子電導(dǎo)率更高,但是釩透過率比gcmltd.制備的膜的釩透過率更低。另外,可以證實(shí),與現(xiàn)有技術(shù)中包含全氟磺酸的聚合物電解質(zhì)膜相比,包含根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物的聚合物電解質(zhì)膜具有優(yōu)異的釩透過率,因此,當(dāng)應(yīng)用于釩氧化還原液流電池(vrfb)時(shí),在電解液的容量方面具有優(yōu)異的下降幅度。因此,包含根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的聚合物的聚合物電解質(zhì)膜在離子電導(dǎo)率和釩離子透過率方面具有優(yōu)異的效果。<比較例2>進(jìn)行通過使用2,4-二氟部分氟類單體作為實(shí)施例1中的由化學(xué)式1表示的第一單體來(lái)得到聚合物的實(shí)驗(yàn),作為結(jié)果,成功地得到具有較高分子量的聚合物。然而,試圖通過使用通常使用的2,5-二氟部分氟類單體來(lái)制備聚合物,但是在相同的條件下無(wú)法得到具有較高分子量的聚合物。通過凝膠滲透色譜法(gpc)測(cè)定聚合物的分子量,如下面的表2中所示。<比較例3>試圖以與比較例1相同的方式,通過使用是so2而不是-[cr1r2]n-a結(jié)構(gòu)和s原子作為化學(xué)式1中的苯環(huán)的連接基團(tuán)的單體來(lái)制備聚合物,但是在相同的條件下無(wú)法得到具有較高分子量的聚合物。通過凝膠滲透色譜法(gpc)測(cè)定聚合物的分子量,如下面的表2中所示。[表2]部分氟類膜mn(g/mol)mw(g/mol)mw/mn實(shí)施例184,000622,0007.40比較例2n/an/an/a比較例3n/an/an/a在表2中,n/a表示未得到,這可以證實(shí)該聚合物未形成。作為實(shí)施例1和比較例2的結(jié)果,盡管隨在其它位置取代的官能團(tuán)的性能,在聚合反應(yīng)過程中的反應(yīng)性非常不同,本領(lǐng)域中通常使用的在2和5位置被官能團(tuán)取代的單體已經(jīng)在商業(yè)上使用而不考慮反應(yīng)性。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的2,4-二氟鹵代化合物中,可以證實(shí),以側(cè)鏈連接的化學(xué)式2的官能團(tuán)整體上表現(xiàn)出吸電子特性,因此,聚合反應(yīng)過程中的反應(yīng)性大大提高,結(jié)果,所述化合物具有得到較高分子量的聚合物的優(yōu)點(diǎn)。從實(shí)施例1和比較例3的結(jié)果可以證實(shí),根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的包含由化學(xué)式1表示的單體的化合物化學(xué)穩(wěn)定,因此容易形成聚合物。實(shí)施例2.將在實(shí)施例1中聚合的聚合物溶解在二甲基亞砜(dmso)中,并將聚四氟乙烯(ptfe)基板浸漬在所得到的溶液中,然后干燥,從而制備增強(qiáng)膜。通過使用干燥后的增強(qiáng)膜,來(lái)評(píng)價(jià)氧化還原液流電池的單元電池。比較例4.除了使用全氟磺酸代替增強(qiáng)膜之外,以與實(shí)施例2相同的方式評(píng)價(jià)單元電池。比較例5.除了使用gcm代替增強(qiáng)膜之外,以與實(shí)施例2相同的方式評(píng)價(jià)單元電池。測(cè)量在實(shí)施例2以及比較例4和5中制備的電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率和透過率,結(jié)果示于下面的表3中。[表3]離子電導(dǎo)率(s/cm)透過率(cm2/min)(×10-6)比較例40.0325.84比較例50.0102.03實(shí)施例20.0180.69作為表3的結(jié)果,可以證實(shí),根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜的離子電導(dǎo)率比gcmltd.制備的膜的離子電導(dǎo)率更高,但是釩離子透過率比gcmltd.制備的膜的釩離子透過率更低。此外,可以證實(shí),與現(xiàn)有技術(shù)中的包含全氟磺酸的聚合物電解質(zhì)膜相比,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜具有優(yōu)異的釩離子透過率,因此,當(dāng)應(yīng)用于釩氧化還原液流電池(vrfb)時(shí),在電解液容量方面具有優(yōu)異的下降幅度。因此,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜在離子電導(dǎo)率和釩離子透過率方面具有優(yōu)異的效果。圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施例2和全氟磺酸的單元電池評(píng)價(jià)結(jié)果的視圖。作為圖4的結(jié)果,可以證實(shí),在循環(huán)保持上下降幅度比全氟磺酸的低。因此,可以證實(shí),由于改善的耐久性,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的增強(qiáng)膜可以長(zhǎng)期循環(huán)使用。當(dāng)前第1頁(yè)12