專利名稱：：增強(qiáng)的離子傳導(dǎo)膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于電化學(xué)應(yīng)用的離子傳導(dǎo)膜(ICM)。具體地講，本發(fā)明涉及利用多層涂層及相轉(zhuǎn)化技術(shù)形成的增強(qiáng)離子傳導(dǎo)膜。
背景技術(shù)：
：離子傳導(dǎo)膜在多種電化學(xué)應(yīng)用中用作電解質(zhì)膜，例如電化學(xué)裝置(例如燃料電池)、氯堿應(yīng)用和蒸汽滲透/分離應(yīng)用。對(duì)于燃料電池，離子傳導(dǎo)膜可以用作能夠傳送質(zhì)子的電解質(zhì)膜(例如質(zhì)子交換膜)。離子傳導(dǎo)膜尤其適于燃料電池應(yīng)用中，因?yàn)樗鼈兛梢匀〈：π缘乃嵝砸后w電解質(zhì)，例如用于磷酸燃料電池中的那些。例如質(zhì)子交換膜燃料電池的燃料電池通常包含膜電極組件(MEA)，其為設(shè)置在一對(duì)氣體擴(kuò)散層之間的催化劑涂布膜。催化劑涂布膜本身通常包括設(shè)置在一對(duì)催化劑層之間的電解質(zhì)膜，其中離子傳導(dǎo)膜可以用作電解質(zhì)膜。該電解質(zhì)膜的兩側(cè)分別稱為陽(yáng)極部分和陰極部分。在通常的質(zhì)子交換膜燃料電池中，氫燃料被引入到陽(yáng)極部分中，其中氫發(fā)生反應(yīng)并分解成質(zhì)子和電子。電解質(zhì)膜將質(zhì)子傳送到陰極部分，同時(shí)允許電子流流過外部電路到達(dá)陰極部分，以提供電能。氧氣被引入到陰極部分中，并與質(zhì)子和電子發(fā)生反應(yīng)生成水和熱。用于上述應(yīng)用中的離子傳導(dǎo)膜通常需要足夠的機(jī)械強(qiáng)度(例如抗撕裂性)。先前增強(qiáng)離子傳導(dǎo)膜的機(jī)械強(qiáng)度的嘗試涉及增加膜的厚度。然而，膜厚度的增加通常降低此類膜的離子傳導(dǎo)性。此外，在小的厚度(例如小于約50微米)的內(nèi)在薄弱的膜需要用另外的材料增強(qiáng)，但這也會(huì)不利地造成所得膜具有增加的厚度和降低的離子傳導(dǎo)性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及離子傳導(dǎo)膜以及制備離子傳導(dǎo)膜的方法。所述離子傳導(dǎo)膜包括含有第一離聚物的第一層和多孔聚合物基底，其中所述第一離聚物的至少一部分通過離聚物誘導(dǎo)的相分離滲透到多孔聚合物基底中。所述離子傳導(dǎo)膜被機(jī)械增強(qiáng)并呈現(xiàn)良好的離子傳導(dǎo)性以用于多種電化學(xué)應(yīng)用中。圖1為具有外部電路的應(yīng)用中的本發(fā)明膜電極組件的示意圖。圖2為本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜的示意性截面圖。圖3為用于制造本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜的三模頭系統(tǒng)的示意圖。圖4為在圖3中截取的部分4的放大圖。圖5為本發(fā)明的可供選擇的離子傳導(dǎo)膜的示意性截面圖。圖6為本發(fā)明的示例性離子傳導(dǎo)膜的SEM顯微圖。圖7為對(duì)于本發(fā)明的示例性離子傳導(dǎo)膜和對(duì)照膜所測(cè)量的抗撕強(qiáng)度結(jié)果的圖示。圖8為對(duì)于本發(fā)明的示例性離子傳導(dǎo)膜和對(duì)照膜所測(cè)量的燃料電池測(cè)試結(jié)果的圖示。盡管上述各圖提出了本發(fā)明的數(shù)種實(shí)施例，但正如本文中所提到的，還可以想到其它的實(shí)施例。在所有情況下，本公開僅僅示例性而非限制性地給出本發(fā)明。應(yīng)該理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出大量其它修改形式和實(shí)施例，這些修改形式和實(shí)施例均在本發(fā)明原理的范圍和精神之內(nèi)。各圖可能未按比例繪制。各圖使用類似的參考標(biāo)記來指示類似部件。具體實(shí)施方式圖1為具有外部電路12的應(yīng)用中的膜電極組件10的示例圖，其中膜電極組件10包括本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜14。膜電極組件10適用于例如質(zhì)子交換膜燃料電池的電化學(xué)電池中，并且還包括陽(yáng)極部分16、陰極部分18、催化劑層20和22、以及氣體擴(kuò)散層24和26。陽(yáng)極部分16和陰極部分18通常是指膜電極組件10的陽(yáng)極和陰極側(cè)。離子傳導(dǎo)膜14為設(shè)置在催化劑層20和22之間的質(zhì)子交換膜，其中離子傳導(dǎo)膜14與催化劑層20和22可以為催化劑涂布膜。如以下所討論的，離子傳導(dǎo)膜14被機(jī)械增強(qiáng)并呈現(xiàn)良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性。這使得離子傳導(dǎo)膜14在膜電極組件10制造和使用期間耐損壞，同時(shí)還容易使得質(zhì)子在陽(yáng)極部分16和陰極部分18之間傳送。盡管本公開聚焦于在膜電極組件10中作為質(zhì)子交換膜的離子傳導(dǎo)膜14，但是本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜作為另外一種選擇可以在多種電化學(xué)應(yīng)用中用作電解質(zhì)膜。例如，本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜可以僅僅傳導(dǎo)正電荷離子(即陽(yáng)離子交換膜)或負(fù)電荷離子(即陰離子交換膜)，或者僅僅傳導(dǎo)一類離子(例如質(zhì)子交換膜)。催化劑層20設(shè)置在離子傳導(dǎo)膜14和氣體擴(kuò)散層24之間，其中氣體擴(kuò)散層24位于膜電極組件10的陽(yáng)極部分16上。類似地，催化劑層22設(shè)置在離子傳導(dǎo)膜14和氣體擴(kuò)散層26之間，其中氣體擴(kuò)散層26位于膜電極組件10的陰極部分18上。氣體擴(kuò)散層24和26各自均可以為任何合適的導(dǎo)電多孔基底，例如碳纖維構(gòu)造(例如織造和非織造碳纖維構(gòu)造)。氣體擴(kuò)散層24和26還可以被處理以增強(qiáng)或賦予疏水性。在膜電極組件10的操作期間，將氫燃料(H2)引入到陽(yáng)極部分16上的氣體擴(kuò)散層24中。作為另外一種選擇，膜電極組件10可以利用其它燃料源，例如甲醇、乙醇、甲酸和重整氣。燃料經(jīng)過氣體擴(kuò)散層24并越過催化劑層20。在催化劑層20處，燃料分解成氫離子(H+)和電子(e，。離子傳導(dǎo)膜14僅僅容許氫離子通過以到達(dá)催化劑層22和氣體擴(kuò)散層26。電子一般來講不能通過離子傳導(dǎo)膜14。這樣的話，電子則以電流形式流過外部電路12。此電流可為電氣負(fù)載(例如電動(dòng)馬達(dá))提供電力或者被導(dǎo)向能量存儲(chǔ)裝置(例如可充電電池)。將氧氣(02)引入到陰極部分18上的氣體擴(kuò)散層26上。氧氣經(jīng)過氣體擴(kuò)散層26并越過催化劑層22。在催化劑層22處，氧氣、氫離子和電子組合產(chǎn)生水和熱。圖2為離子傳導(dǎo)膜14的示意性截面圖，其垂直于圖1中所示的視圖取向。如圖2所示，離子傳導(dǎo)膜14為包括陽(yáng)極層28、基底30和陰極層32的多層膜?；?0包括第一表面30a和第二表面30b，其中陽(yáng)極層28鄰近第一表面30a設(shè)置，而陰極層32鄰近第二表面30b設(shè)置。用于陽(yáng)極層28和陰極層32的"陽(yáng)極"和"陰極"的參考為了討論的方便而使用，以示出相對(duì)位置(即，陽(yáng)極層28鄰近示于圖1中的催化劑層20設(shè)置，而陰極層32鄰近也示于圖1中的催化劑層22設(shè)置)?；?0為多孔聚合物基底，其在組成上包括一種或多種含有微孔基礎(chǔ)構(gòu)造(即，遍及增強(qiáng)聚合物結(jié)構(gòu)分布的多個(gè)微孔)的增強(qiáng)聚合物。如以下所討論的，微孔滲透有來自陽(yáng)極層28和陰極層32的離聚物。離聚物有利地滲透基底30的微孔的至少大部分，并且更有利地滲透基底30的微孔的基本上全部。此外，離聚物有利地以基本上均勻的方式滲透基底30，其提供離聚物遍及基底30的均勻分配。滲透的離聚物容許基底30協(xié)助陽(yáng)極層28和陰極層32傳導(dǎo)質(zhì)子通過離子傳導(dǎo)膜14。否則的話，基底30將有效地用作質(zhì)子傳送通過離子傳導(dǎo)膜14的屏蔽。基底30的增強(qiáng)聚合物用于機(jī)械增強(qiáng)離子傳導(dǎo)膜14。若基底30不存在，則形成于陽(yáng)極層28和/或陰極層32的質(zhì)子交換膜將呈現(xiàn)良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性。然而，質(zhì)子交換膜還將具有低結(jié)構(gòu)完整性，增加了制造和使用期間損壞的危險(xiǎn)。滲透有離聚物的基底30的利用使得離子傳導(dǎo)膜14具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和質(zhì)子傳導(dǎo)性的組合。基底30的增強(qiáng)聚合物還有利地為熱穩(wěn)定的，其使得增強(qiáng)聚合物在干燥和退火操作期間保留其微孔的基礎(chǔ)構(gòu)造。合適的熱穩(wěn)定增強(qiáng)聚合物有利地具有至少約1S(TC，更有利地至少約200°C，甚至更有利地至少約215°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。用于基底30的增強(qiáng)聚合物的合適材料的實(shí)例包括聚砜、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚四氟乙烯(PTFE)、PTFE的三元共聚物、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氟化乙烯-丙烯、聚偏二氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯(THV)、超高分子量聚乙烯、液晶聚酯以及它們的組合。此類材料機(jī)械增強(qiáng)離子傳導(dǎo)膜14并為熱穩(wěn)定的。用于基底30的增強(qiáng)聚合物的尤其合適材料的實(shí)例包括聚砜和聚醚酰亞胺，其提供良好的機(jī)械強(qiáng)度并具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，增強(qiáng)聚合物還可以被磺化以增加質(zhì)子傳導(dǎo)性。陽(yáng)極層28和陰極層32各自均在組成上包括一種或多種離聚物，其使得陽(yáng)極層28和陰極層32用作離子傳導(dǎo)膜14的陽(yáng)極和陰極側(cè)上的質(zhì)子傳送外殼。如以下所討論的，在離子傳導(dǎo)膜14形成期間，來自陽(yáng)極層28和陰極層32的離聚物通過離聚物誘導(dǎo)的相分離滲透到基底30中。這樣將陽(yáng)極層28和陰極層32固定到基底30上(降低夾層剝離的危險(xiǎn))并使得基底30傳導(dǎo)質(zhì)子。用于陽(yáng)極層28和陰極層32中的每一個(gè)的合適離聚物的實(shí)例包括質(zhì)子交換膜離聚物，例如含有側(cè)酸基(例如膦酰基、羰基和磺?；?的成膜氟聚合物。合適側(cè)基的實(shí)例包括含有化學(xué)式-R'-SCbY的磺酸基，其中R1可以為支鏈的或無(wú)支鏈的全氟烷基、全氟垸氧基或全氟醚基，其包含1至15個(gè)碳原子和0至4個(gè)氧原子，并且其中Y為氫離子、陰離子或它們的組合。尤其合適的側(cè)基的實(shí)例包括-OCF2CF(CF3)OCF2CF2S03Y、—0(CF2)4S03Y以及它們的組合。合適的成膜氟聚合物也可包括一種或多種酸性端基，例如含有化學(xué)式-S03Y的磺酰端基。酸性聚合物的主鏈可以部分或全部氟化。主鏈中的合適氟濃度基于主鏈的全部重量包括約40重量％或更多。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，含氟聚合物的主鏈為全氟化的。用于陽(yáng)極層28和陰極層32中的每一個(gè)的尤其合適的離聚物材料的實(shí)例包括具有800至1000當(dāng)量重的氣態(tài)四氟乙烯共聚單體(TFE)(含有化學(xué)式CF2-CF2和100.02的分子量)與磺酰氟共聚單體(MV4S)(含有化學(xué)式CF2=CFO(CF2)4S02F和378.11的分子量)的全氟磺酸共聚物，其中MV4S如美國(guó)專利6,624,328中所述制備(為水解的磺酸形式)，其中所述全氟磺酸共聚物如美國(guó)專利申請(qǐng)2004/0121210中所述制備，并且其由3MCorporation,St.Paul,MN制造。陽(yáng)極層28和陰極層32可以包括相同的離聚物，或者作為另外一種選擇，可以包括不同的離聚物。例如，陽(yáng)極層28和陰極層32可以包括具有不同當(dāng)量重的離聚物。較低當(dāng)量重的離聚物具有較多的酸基，但據(jù)信造成水中溶脹。在陽(yáng)極層28和陰極層32之一中使用較高當(dāng)量重的離聚物而在相對(duì)側(cè)中使用較低當(dāng)量重的離聚物可提供增強(qiáng)的質(zhì)子傳導(dǎo)性、良好的機(jī)械強(qiáng)度和低的遇水溶脹之間的平衡。離子傳導(dǎo)膜14可以通過將增強(qiáng)聚合物和離聚物初始溶解或分散于溶劑中以形成溶液而形成。用于形成陽(yáng)極層28、基底30和陰極層32的溶液在本文各自稱為離聚物溶液28s、增強(qiáng)聚合物溶液30s和離聚物溶液32s。術(shù)語(yǔ)"溶液"在本文限定為包括全溶解、部分溶解和分散體。優(yōu)選的是，用于提供增強(qiáng)聚合物溶液30s的增強(qiáng)聚合物幾乎完全溶解在相應(yīng)的溶劑中以進(jìn)一步促進(jìn)離聚物誘導(dǎo)的相分離。用于離聚物溶液28s、增強(qiáng)聚合物溶液30s和離聚物溶液32s中的每一種的合適溶劑包括適合與增強(qiáng)聚合物和離聚物形成溶液的任何載液。合適溶劑的實(shí)例包括l-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺、一元醇(例如甲醇和正丙醇)以及它們的組合。NMP尤其適于聚合物溶液30s，因?yàn)槠湓诮M合物中提供足夠的自由體積以容易去除殘余溶劑，從而降低干燥操作期間起泡的危險(xiǎn)。此外，NMP為用于溶解例如聚砜和聚醚酰亞胺的增強(qiáng)聚合物的良好溶劑，并且為離聚物的良好成膜助劑。增強(qiáng)聚合物和離聚物中的任一種在其各自溶液中的合適濃度的實(shí)例為基于給定溶液的全部重量在約5重量％至約50重量％的范圍內(nèi)，尤其合適的濃度在約10重量％至約30重量％的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，增強(qiáng)聚合物溶液30s可以為亞穩(wěn)態(tài)溶液，其中一種或多種離聚物分散于含溶解的增強(qiáng)聚合物的溶劑中。此類溶液提供更好的涂層特性并據(jù)信增強(qiáng)離聚物的滲透性。分散于亞穩(wěn)態(tài)溶液中的離聚物的合適濃度的實(shí)例基于干重在約10%至約20%的范圍內(nèi)。增強(qiáng)聚合物溶液30s可以被澆注為一個(gè)層，并用離聚物溶液28s和32s各自涂布在每一側(cè)。涂布可以任何適宜的方式進(jìn)行，其可以包括濕鑄、擠出處理、刮涂、滑涂、淋幕式涂布、彎月面涂布以及濕壓濕(即其間未千燥的多個(gè)涂布頭)涂布方法，包括濕壓濕滑涂、淋幕式涂布、彎月面涂布以及其它多層處理。涂布時(shí)，離聚物溶液28s和32s中的離聚物通過離聚物誘導(dǎo)的相分離使得增強(qiáng)聚合物與增強(qiáng)聚合物溶液30s中的溶劑實(shí)現(xiàn)相分離。相分離使得增強(qiáng)聚合物由溶劑中沉淀出，從而形成具有微孔的基礎(chǔ)構(gòu)造的基底30。不受理論的束縛，實(shí)現(xiàn)相分離據(jù)信通過旋節(jié)線分解機(jī)理進(jìn)行，其中離聚物溶液28s和32s擔(dān)當(dāng)凝結(jié)劑，其由基底30的每一側(cè)滲透到新形成的微孔中。干燥時(shí)，來自離聚物溶液28s和32s以及增強(qiáng)聚合物溶液30s的溶劑被蒸發(fā)。溶劑蒸發(fā)還促進(jìn)相分離并將滲透的離聚物鎖定在基底30的微孔內(nèi)。離聚物溶液28s和32s中沒有滲透到基底30中的留下的離聚物形成陽(yáng)極層2S和陰極層32。所得離子傳導(dǎo)膜14通過基底30中的增強(qiáng)聚合物被機(jī)械增強(qiáng)，并由于陽(yáng)極層28、陰極層32中的離聚物以及滲透到基底30中的離聚物而呈現(xiàn)良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性。離聚物誘導(dǎo)的相分離使得基底30在單步工藝中填充有離聚物材料，并且與將離聚物浸漬入預(yù)成形的多孔聚合物內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)相比提供更均勻的微孔填充。圖3為示出三模頭系統(tǒng)34的示意圖，其為適于以連續(xù)方法濕鑄離子傳導(dǎo)膜14的三層共擠出系統(tǒng)。如圖所示，三模頭34包括鼓輪36和擠出頭38。鼓輪36為接納來自擠出頭38的擠出層的可旋轉(zhuǎn)輪。鼓輪36有利地包括低粘襯墊(例如聚酸亞胺)以在共擠出和干燥操作期間支承離子傳導(dǎo)膜14。擠出頭38包括擠出狹槽40、42和44，它們各自為用于共擠出離聚物溶液28s、增強(qiáng)聚合物溶液30s和離聚物溶液32s的通道。通過將必要厚度的精密金屬片放置在模具的棒之間而確定有利的狹槽高度，所述棒被刻凹口至恰當(dāng)?shù)膶挾群蜕疃?未示出)。例如，增強(qiáng)聚合物溶液30s可以被引入到擠出狹槽42中以隨后形成基底30。類似地，離聚物溶液28s和30s可以各自被引入到擠出狹槽40和44中以隨后在基底30的相對(duì)表面上形成陽(yáng)極層28和陰極層32。圖4為在圖3中截取的部分4的放大細(xì)部圖，其示出各自由擠出狹槽40、42和44擠出的離聚物溶液28s、增強(qiáng)聚合物溶液30s和離聚物溶液32s。所得多層膜隨后以順時(shí)針方向巻繞在鼓輪36的周圍并如以上所討論的支承在襯墊上。離聚物溶液28s、增強(qiáng)聚合物溶液30s和離聚物溶液32s中的每一種的擠出速率的實(shí)例在約一米/分鐘至約三米/分鐘的范圍內(nèi)。隨著離聚物溶液28s、增強(qiáng)聚合物溶液30s和離聚物溶液32s的層被擠出，離聚物溶液28s由頂側(cè)接觸增強(qiáng)聚合物溶液30s，而離聚物溶液32s由底側(cè)接觸增強(qiáng)聚合物溶液30s，如圖4所示。因此，離聚物誘導(dǎo)的相分離發(fā)生于增強(qiáng)聚合物溶液30s的層的每一側(cè)。離聚物溶液28s誘導(dǎo)增強(qiáng)聚合物的第一部分與增強(qiáng)聚合物溶液30s中的溶劑實(shí)現(xiàn)相分離，從而在增強(qiáng)聚合物內(nèi)形成微孔。離聚物溶液28s隨后由頂側(cè)滲透到微孔內(nèi)。以基本上同時(shí)的方式，離聚物溶液32s誘導(dǎo)增強(qiáng)聚合物的第二部分與增強(qiáng)聚合物溶液30s中的溶劑實(shí)現(xiàn)相分離，從而在增強(qiáng)聚合物內(nèi)形成另外的微孔。離聚物溶液32s由底側(cè)滲透到另外的微孔內(nèi)。隨后通過沿著一系列溫度遞增的干燥區(qū)域傳遞擠出膜，所述膜可以被干燥以蒸發(fā)溶劑。合適區(qū)域溫度的實(shí)例在約50°C至約180°C的范圍內(nèi)。干燥操作期間合適線速度的實(shí)例取決于千燥烘箱的長(zhǎng)度，并且在約一米/分鐘至約三米/分鐘的范圍內(nèi)。干燥操作期間，溶劑蒸發(fā)，從而使得離聚物鎖定在基底30的多孔基礎(chǔ)構(gòu)造內(nèi)。在溶劑已經(jīng)基本上蒸發(fā)之后，離子傳導(dǎo)膜14準(zhǔn)備用于后成型加工步驟，例如膜電極組件10的退火、清潔、墊圈密封和構(gòu)造。三模頭系統(tǒng)34對(duì)于干燥時(shí)具有低膜厚度的濕鑄膜也尤其有益。離子傳導(dǎo)膜14的較低膜厚度容許較低的內(nèi)部質(zhì)量傳遞阻力并降低材料成本，而不破壞機(jī)械強(qiáng)度。另外，由于水分通過此類薄膜由陰極部分18向陽(yáng)極部分16的反向擴(kuò)散，燃料電池操作期間的水管理可得以改善。這相應(yīng)地改善了膜電極組件10的質(zhì)子傳導(dǎo)性。用于離子傳導(dǎo)膜14的合適膜厚度的實(shí)例包括小于約30微米的厚度，尤其合適的膜厚度包括小于約15微米的厚度，甚至更尤其合適的膜厚度包括小于約10微米的厚度。基于擠出狹槽40、42和44的相對(duì)尺寸以及所用的擠出速率和線速度，陽(yáng)極層28、基底30和陰極層32的相對(duì)層厚度也可以改變。陽(yáng)極層28和陰極層32中的每一個(gè)與基底30相比的合適的層厚度比率的實(shí)例在約1:1至約5:1的范圍內(nèi)，尤其合適的層厚度比率在約2:1至約3:1的范圍內(nèi)。例如，陽(yáng)極層28、基底30和陰極層32的合適的層厚度可以各自包括7微米、2.5微米和7微米。另外，擠出狹槽40和44和/或溶液流量可以改變，使得陽(yáng)極層28和陰極層32具有不同的層厚度。最初，采用三個(gè)狹槽高度250、180和125微米，其中在3mpm下250微米對(duì)于小于20微米的最終厚度尤其有效。所有的墊片凹口的寬度為125mm。用于基底30的厚層產(chǎn)生較強(qiáng)的膜(較高的抗撕強(qiáng)度)，但是會(huì)由于界面剝離和/或不完整的相分離而遭遇降低程度的質(zhì)子傳導(dǎo)。因此，用于基底30的合適的層厚度的實(shí)例包括約5微米或更小的厚度，尤其合適的層厚度包括約3微米或更小的厚度。這種層厚度使得基底30為離子傳導(dǎo)膜14提供良好的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)還提供良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性。圖5為離子傳導(dǎo)膜114的示意性截面圖，其為適用于膜電極組件10中的可供選擇的質(zhì)子交換膜。如圖所示，離子傳導(dǎo)膜114類似于離子傳導(dǎo)膜14，不同的是離子傳導(dǎo)膜114為五層膜，其包括陽(yáng)極層146、陽(yáng)極基底148、芯層150、陰極基底152和陰極層154。離子傳導(dǎo)膜114還可以在尺寸上對(duì)分成上半部114a和下半部114b，其中上半部114a和下半部114b中的每一個(gè)均大致類似于離子傳導(dǎo)膜14。離子傳導(dǎo)膜114在其中需要厚的質(zhì)子交換膜方面是有益的。如以上所討論的，厚的質(zhì)子交換膜通常降低給定膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性。然而，離子傳導(dǎo)膜114可以獲得大的膜厚度，同時(shí)保留良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性。陽(yáng)極基底148包括第一表面148a和第二表面148b,其中陽(yáng)極層146鄰近第一表面148a設(shè)置，而芯層150鄰近第二表面148b設(shè)置。類似地，陰極基底152包括第一表面152a和第二表面152b，其中芯層150鄰近第一表面152a設(shè)置，而陰極層154鄰近第二表面152b設(shè)置。類似于以上所討論，"陽(yáng)極"和"陰極"的參考為了討論的方便而使用以示出相對(duì)位置。陽(yáng)極基底148和陰極基底152是為離子傳導(dǎo)膜114提供機(jī)械增強(qiáng)的多孔聚合物基底。類似于以上所討論的圖2中的基底30，陽(yáng)極基底148和陰極基底152各自均在組成上包括一種或多種含有微孔基礎(chǔ)構(gòu)造的增強(qiáng)聚合物。用于陽(yáng)極基底148和陰極基底152的合適的增強(qiáng)聚合物的實(shí)例與以上關(guān)于基底30所討論的那些相同。陽(yáng)極層146和陰極層154用作離子傳導(dǎo)膜114的陽(yáng)極和陰極側(cè)上的質(zhì)子傳送外殼。類似于以上所討論的圖2中的陽(yáng)極層28和陰極層32，陽(yáng)極層146和陰極層154各自均在組成上包括一種或多種離聚物。用于陽(yáng)極層146和陰極層154的合適離聚物的實(shí)例與以上關(guān)于陽(yáng)極層28和陰極層32所討論的那些相同。芯層150在組成上也包括一種或多種離聚物，并用作離子傳導(dǎo)膜114的質(zhì)子傳送芯部區(qū)域。這樣使得離子傳導(dǎo)膜114實(shí)現(xiàn)較大的膜厚度而無(wú)需犧牲質(zhì)子傳導(dǎo)性。用于芯層150的合適離聚物的實(shí)例也與以上關(guān)于陽(yáng)極層28和陰極層32所討論的那些相同。用于離子傳導(dǎo)膜114的尤其合適的構(gòu)造包括使用高當(dāng)量重的離聚物用于陽(yáng)極層146和陰極層154，以及低當(dāng)量重的離聚物用于芯層150。這種構(gòu)造提供高機(jī)械強(qiáng)度與良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性的組合。用于離子傳導(dǎo)膜114的合適膜厚度的實(shí)例包括小于約60微米的厚度，尤其合適的膜厚度包括小于約50微米的厚度，甚至更尤其合適的膜厚度包括小于約40微米的厚度。用于陽(yáng)極基底148和陰極基底152的合適的層厚度的實(shí)例與以上關(guān)于基底30所討論的那些相同。類似地，陽(yáng)極層146和陰極層154中的每一個(gè)與陽(yáng)極基底148和陰極基底152相比的合適的層厚度比率的實(shí)例與以上關(guān)于陽(yáng)極層28和陰極層32所討論的相同。形成的離子傳導(dǎo)膜114可以具有較大的膜厚度，部分是因?yàn)殡x聚物對(duì)增強(qiáng)聚合物的相對(duì)量與以上所討論的用于離子傳導(dǎo)膜14的相對(duì)量大致相同。因此，離聚物以基本上均勻的方式滲透到陽(yáng)極基底148和陰極基底152中。這樣使得陽(yáng)極基底148和陰極基底152協(xié)助陽(yáng)極層146、芯層150和陰極層154傳送質(zhì)子通過離子傳導(dǎo)膜114。離子傳導(dǎo)膜114可以利用以上所討論的圖3和4中的三模頭系統(tǒng)34以雙澆注工藝形成。離子傳導(dǎo)膜114的下半部1Mb可在初始由三模頭系統(tǒng)34以與上述關(guān)于離子傳導(dǎo)膜14所討論的相同的方式澆注。隨后可以對(duì)下半部114b進(jìn)行干燥以促進(jìn)陰極基底152的增強(qiáng)聚合物與來自芯層150的一半和陰極層154的離聚物進(jìn)行離聚物誘導(dǎo)的相分離。溶劑在該干燥操作期間可以全部蒸發(fā)或部分蒸發(fā)。隨后可在剛剛繞注的下半部114b之上由三模頭系統(tǒng)34對(duì)上半部114a進(jìn)行澆注。然后可以對(duì)離子傳導(dǎo)膜114的整個(gè)膜進(jìn)行第二次干燥操作，以促進(jìn)陽(yáng)極基底148的增強(qiáng)聚合物與來自陽(yáng)極層146和芯層150的另一半的離聚物進(jìn)行離聚物誘導(dǎo)的相分離。層合上半部114a于下半部114b之上，使得芯層150的每一半的離聚物共混在一起以形成芯層150。這樣就將上半部114a固定到下半部114b上以形成離子傳導(dǎo)膜114。所得離子傳導(dǎo)膜114隨后可以進(jìn)行后成型加工步驟，例如膜電極組件10的清潔、墊圈密封和構(gòu)造。作為另外一種選擇，離子傳導(dǎo)膜114可以利用燃料電池層合技術(shù)形成，該技術(shù)可以在初始涉及用三模頭系統(tǒng)34獲得一對(duì)離子傳導(dǎo)膜14的濕鑄件，如以上在圖3和4中所討論的，并由各自的低粘襯墊釋放成對(duì)離子傳導(dǎo)膜M中的每一個(gè)。這可以通過潤(rùn)濕或浸漬于環(huán)境水中而被促進(jìn)。成對(duì)的離子傳導(dǎo)膜14隨后可以放置在一對(duì)50微米的有機(jī)硅襯墊片之間。所得組件接著可以被引入到熱輥層合機(jī)的兩個(gè)輥之間，其中上輥在約140'C下預(yù)熱，下輥在約132'C下預(yù)熱，并將壓力設(shè)置為約3.4兆帕(約500磅/英寸2)，以生產(chǎn)離子傳導(dǎo)膜114。在該層合工序期間，填充有離聚物的增大的孔可通過拉伸所得離子傳導(dǎo)膜114實(shí)現(xiàn)。如以上所討論，離子傳導(dǎo)膜114隨后可以進(jìn)行后成型加工步驟。在可供選擇的實(shí)施例中，不同數(shù)目的層可以用來由以上所討論的那些形成本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可將單個(gè)離聚物層層合在基底上。在該實(shí)施例中，可以容許離聚物誘導(dǎo)的相分離進(jìn)行，直至離聚物以大體上均勻的方式滲透到基底中。翅本發(fā)明在以下實(shí)例中有更具體的描述，所述實(shí)例僅為說明性的，因?yàn)楸景l(fā)明范圍內(nèi)的許多修改形式和變化對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見。除非另外注明，以下實(shí)例提及的所有部件、百分比和比率均是基于重量，并且實(shí)例中所用的所有試劑均獲自或可得自如下所述的化學(xué)品供應(yīng)商，或者可以用常規(guī)技術(shù)合成。以下組成縮寫用于以下實(shí)例中"聚砜"具有重復(fù)單元的聚砜，其中"Ph"代表苯環(huán)，并且其可從Sigma-AldrichCompany,SaintLouis,MO商購(gòu)獲得。"3M800PFSA":具有800當(dāng)量重的氣態(tài)四氟乙烯共聚單體(TFE)(含有化學(xué)式CF2=CF2和100.02的分子量)與磺酰氟共聚單體(MV4S)(含有化學(xué)式CF2=CFO(CF2)4S02F和378.11的分子量)的全氟磺酸共聚物，其中MV4S如美國(guó)專利6，624，328中所述制備(為水解的磺酸形式)，其中所述全氟磺酸共聚物如美國(guó)專利申請(qǐng)2004/0121210中所述制備，并且其由3MCorporation,St.Paul，MN制造。"3M1000PFSA":具有1000當(dāng)量重的氣態(tài)四氟乙烯共聚單體(TFE)(含有化學(xué)式CF2=CF2和100.02的分子量)與磺酰氟共聚單體(MV4S)(含有化學(xué)式CF2=CFO(CF2)4S02F和378.11的分子量)的全氟磺酸共聚物，其中MV4S如美國(guó)專利6,624,328中所述制備(為水解的磺酸形式)，其中所述全氟磺酸共聚物如美國(guó)專利申請(qǐng)2004/0121210中所述制備，并且其由3MCo卬oration,St.Paul,MN制造。"NMP":l-甲基-2-吡咯烷酮溶劑，可從Sigma-AldrichCompany,SaintLouis，MO商購(gòu)獲得。實(shí)例1A至8用于實(shí)例1A至8的離子傳導(dǎo)膜采用涂布機(jī)/干燥機(jī)操作線依照以下工序制備。離子傳導(dǎo)膜濕鑄于三模頭系統(tǒng)，所述系統(tǒng)含有上狹槽(用于第一離聚物層)、中狹槽(用于基底)和下狹槽(用于第二離聚物層)。用吸/排注射器泵(以商品名"PHD2000"從HarvardApparatusHolliston，MA商購(gòu)獲得)將水與正丙醇的溶劑共混物中的20%的3M1000PFSA分散體進(jìn)料至上下狹槽。仍用吸/排注射器泵將NMP中的15%聚砜溶液進(jìn)料至中狹槽。通過上狹槽、中狹槽和下狹槽的分散體與溶液的體積流量示于下表1中。表1還示出了用于濕鑄多層膜的涂布速度。將擠出的多層膜濕鑄到10英寸寬、2密耳厚的聚酸亞胺襯墊(可以商品名"KAPTON"從E丄DuPontdeNemoursandCompany商購(gòu)獲得)上。濕鑄時(shí)，多層膜的中間層進(jìn)行離聚物誘導(dǎo)的相分離。多層膜隨后以0.9米/分鐘(三英尺/分鐘)的線速度通過三區(qū)域?qū)α骱嫦?，以蒸發(fā)溶劑并將離聚物鎖定在多孔聚合物基底的多孔基礎(chǔ)構(gòu)造中。三個(gè)區(qū)域各自保持在6(TC、71°C和16(TC。干燥操作之后，實(shí)例1至8中所得離子傳導(dǎo)膜如下所討論進(jìn)行測(cè)試。圖6為對(duì)實(shí)例1A中的離子傳導(dǎo)膜拍攝的SEM顯微圖。在圖6的頂部和底部上示出的層為3M1000PFSA離聚物層。中間層為聚砜的多孔聚合物基底，其含有滲透3M1000PFSA離聚物的微孔構(gòu)造。中間層的亮區(qū)為聚砜，而暗區(qū)為填充有3M1000PFSA離聚物的微孔。實(shí)例1A中的離子傳導(dǎo)膜的整個(gè)膜厚度為16.5微米，其由夾在兩個(gè)7微米的3M1000PFSA離聚物層之間的2.5微米的聚砜多孔基底組成。微孔基礎(chǔ)構(gòu)造的平均孔徑為約98納米，標(biāo)準(zhǔn)偏差為約30納米。如圖6所示，3M1000PFSA離聚物以大體上均勻的方式滲透到聚砜多孔基底中。這使得實(shí)例1A中的離子傳導(dǎo)膜呈現(xiàn)良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性。實(shí)例9實(shí)例9中的離子傳導(dǎo)膜以與上述關(guān)于實(shí)例1A至8相同的方式進(jìn)行制備，不同的是20%的3M800PFSA的分散體進(jìn)料至上狹槽，而20%的3M1000PFSA的分散體進(jìn)料至下狹槽。實(shí)例10和11實(shí)例10和11中的離子傳導(dǎo)膜以與上述關(guān)于實(shí)例1A至8相同的方式進(jìn)行制備，不同的是NMP中21.8%的聚砜溶液代替15%的聚砜/NMP溶液進(jìn)料至中狹槽。另外，將擠出的多層膜濕鑄到6英寸寬、2密耳厚的聚酸亞胺襯墊(可以商品名"KAPTON"從E丄DuPontdeNemoursandCompany商購(gòu)獲得)上。實(shí)例12至14實(shí)例12至14中的離子傳導(dǎo)膜以與上述關(guān)于實(shí)例1A至8相同的方式進(jìn)行制備，不同的是亞穩(wěn)態(tài)離聚物/聚砜溶液代替15%的聚砜/NMP溶液進(jìn)料至中狹槽。所述亞穩(wěn)態(tài)溶液包括基于干重14%的3M1000PFSA禾卩86%的聚砜。表1提供了三模頭系統(tǒng)的上、中、下狹槽的體積流速，以及所得的用于實(shí)例1A至14中的ICM的濕鑄多層膜的涂布速度。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>實(shí)例15和16實(shí)例15和16中的離子傳導(dǎo)膜各自均涉及五層離子傳導(dǎo)膜，其通過連接實(shí)例9中的兩個(gè)離子傳導(dǎo)膜制備。實(shí)例15中的離子傳導(dǎo)膜通過用以上關(guān)于實(shí)例1A至8所討論的三模頭系統(tǒng)將第二多層膜濕鑄到實(shí)例9中的離子傳導(dǎo)膜之上來制備。第二多層膜用進(jìn)料至下狹槽的20%的3M800PFSA的分散體和進(jìn)料至上狹槽的20%的3M1000PFSA的分散體進(jìn)行濕鑄，以確保低當(dāng)量重的材料的連續(xù)性。所得五層膜隨后再次通過對(duì)流烘箱。實(shí)例16中的離子傳導(dǎo)膜通過用燃料電池層合技術(shù)層合實(shí)例9中的兩個(gè)預(yù)成形的離子傳導(dǎo)膜來制備。這涉及由各自的聚酸亞胺襯墊通過浸漬于環(huán)境水中釋放實(shí)例9中的每個(gè)離子傳導(dǎo)膜。實(shí)例9中的離子傳導(dǎo)膜隨后可以放置在一對(duì)50微米的有機(jī)硅襯墊片之間。所得組件接著可以被引入到熱輥層合機(jī)的兩個(gè)輥之間，其中上輥在約140°C下預(yù)熱，下輥在約132°C下預(yù)熱，并將壓力設(shè)置為約3.4兆帕(約500磅/英寸2)，從而形成實(shí)例16中的設(shè)置在有機(jī)硅襯墊片之間的離子傳導(dǎo)膜。實(shí)例9中的離子傳導(dǎo)膜各自均具有約15微米的膜厚度。在第二連接步驟形成實(shí)例15和16中的離子傳導(dǎo)膜之后，實(shí)例15和16中的離子傳導(dǎo)膜各自均具有約30微米的層厚度。實(shí)例15和16中的離子傳導(dǎo)膜各自均包含夾在一對(duì)滲透的聚砜基底之間的3M800PFSA離聚物芯層，所述基底本身位于一對(duì)3M1000PFSA離聚物外層之間。這樣的話，實(shí)例15和16中的離子傳導(dǎo)膜各自均代表五層離子傳導(dǎo)膜，其含有芯層中的較低當(dāng)量重的離聚物和外離聚物層中的較高當(dāng)量重的離聚物。實(shí)例1A至7和10至14中的抗撕強(qiáng)度測(cè)試實(shí)例1A至7和10至14中的離子傳導(dǎo)膜的抗撕強(qiáng)度依照ASTMD882-95定量測(cè)量，其包括5厘米(cm)長(zhǎng)度、2cm寬度、15至50微米層厚度和0.2至0.8cm系帶的樣本尺寸。應(yīng)變速率為兩毫米/分鐘，并且工藝條件包括25'C的溫度、50%的相對(duì)適度和50'C的溫度、95%的相對(duì)濕度。表2提供了實(shí)例1A至7和10至14中的離子傳導(dǎo)膜的抗撕強(qiáng)度結(jié)果，單位為兆帕(MPa)。<table>tableseeoriginaldocumentpage133</column></row><table>圖7為對(duì)實(shí)例1A和IB中的離子傳導(dǎo)膜以及未機(jī)械增強(qiáng)的對(duì)照膜(比較例)所測(cè)量的抗撕強(qiáng)度分布圖。表2中數(shù)據(jù)和圖7示出了實(shí)例1A至7和10至14中的離子傳導(dǎo)膜的良好抗撕強(qiáng)度。特別是，實(shí)例2、7和10中的離子傳導(dǎo)膜呈現(xiàn)高抗撕強(qiáng)度。增加的抗撕強(qiáng)度源于多孔聚合物基底中增強(qiáng)聚合物的使用。聚砜多孔基底機(jī)械增強(qiáng)了本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜，從而降低了制造和使用期間損壞離子傳導(dǎo)膜的危險(xiǎn)。實(shí)例1A、1B、4、5、8、9、12、15和16中的燃料電池測(cè)試實(shí)例1A、1B、4、5、8、9、12、15和16中的離子傳導(dǎo)膜依照以下工序定量測(cè)量傳導(dǎo)性。將每個(gè)離子傳導(dǎo)膜放入維持在70°C和100%相對(duì)濕度的燃料電池工位中。將氫氣(H2)流引入到陽(yáng)極和陰極側(cè)上，每側(cè)的流量為640標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘，并且每側(cè)均維持在Opsig的環(huán)境壓力下。隨后對(duì)離子傳導(dǎo)膜進(jìn)行電流掃描，其以0.05amp/cm2的增量(25秒/點(diǎn))由0.1amp/cm2增加至0.7amp/cm2。重復(fù)電流掃描四次并將電壓對(duì)電流作圖，其中圖線斜率代表電阻。表3提供了在0.8伏和0.6伏的電池勢(shì)能下燃料電池測(cè)試的電流密度結(jié)果。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表3中的數(shù)據(jù)示出了實(shí)例1A、1B、4、5、8、9、12、15和16中的離子傳導(dǎo)膜良好的電流密度。所述電流密度可以達(dá)到，因?yàn)殡x聚物(例如3M800PFSA和3M1000PFSA)通過離聚物誘導(dǎo)的相分離滲透到聚砜多孔基底中。這使得用于本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜中的聚砜多孔基底傳送質(zhì)子，而不是作為質(zhì)子傳送的屏蔽。特別是，實(shí)例1A、1B、8和9中的離子傳導(dǎo)膜在傳導(dǎo)性方面優(yōu)良，其中氫泵值由于增強(qiáng)的離聚物滲透到聚砜多孔基底中而低于100mohm-cm2。另夕卜，利用SHIVA燃料電池工位測(cè)量總的氟離子釋放的加速耐用性測(cè)試對(duì)于實(shí)例1A中的離子傳導(dǎo)膜給出約350小時(shí)的壽命，稍微低于1.2密耳800當(dāng)量重的未增強(qiáng)膜的壽命。圖8為對(duì)于實(shí)例1A中的離子傳導(dǎo)膜以及未機(jī)械增強(qiáng)的對(duì)照膜(比較例)電池勢(shì)能對(duì)電流密度的坐標(biāo)圖。如圖所示，實(shí)例1A中的離子傳導(dǎo)膜呈現(xiàn)與對(duì)照膜類似的質(zhì)子傳導(dǎo)性。然而，如以上所討論的，實(shí)例1A中的離子傳導(dǎo)膜還由于聚砜多孔基底的增強(qiáng)而呈現(xiàn)良好的抗撕強(qiáng)度。由于對(duì)照膜未機(jī)械增強(qiáng)，因此其將具有低結(jié)構(gòu)完整性。相反，本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜呈現(xiàn)出良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性，同時(shí)還由于聚砜多孔基底而被機(jī)械增強(qiáng)。因此，本發(fā)明的離子傳導(dǎo)膜為適用于例如燃料電池的多種電化學(xué)裝置的堅(jiān)固膜。盡管結(jié)合了優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在形式和細(xì)節(jié)上可以進(jìn)行改變。權(quán)利要求1.一種離子傳導(dǎo)膜，包括包括第一離聚物的第一層；和多孔聚合物基底，其中所述第一離聚物的至少一部分通過離聚物誘導(dǎo)的相分離滲透到所述多孔聚合物基底中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述第一離聚物以基本上均勻的方式滲透到所述多孔聚合物基底中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述第一離聚物包括磺化的含氟聚合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述多孔聚合物基底包括選自由下列物質(zhì)組成的組的材料聚砜、聚醚酰亞胺、以及它們的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述多孔聚合物基底包括磺化的多孔聚合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述多孔聚合物基底包括具有至少約180'C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述離子傳導(dǎo)膜具有約30微米或更小的膜厚度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述離子傳導(dǎo)膜具有約15微米或更小的膜厚度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子傳導(dǎo)膜，其進(jìn)一步包括第二層，所述第二層包括第二離聚物，其中所述第二離聚物的至少一部分通過離聚物誘導(dǎo)的相分離滲透到所述多孔聚合物基底中。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述第一離聚物和所述第二離聚物具有不同的當(dāng)量重重。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離子傳導(dǎo)膜，其中所述第一離聚物和所述第二離聚物各自均包括磺化的含氟聚合物。12.—種形成離子傳導(dǎo)膜的方法，所述方法包括鄰近第二層涂布第一層，其中所述第一層包括分散在第一溶劑中的第一離聚物，并且其中所述第二層包括基本上溶解在第二溶劑中的增強(qiáng)聚合物；引發(fā)所述增強(qiáng)聚合物與所述第二溶劑的離聚物誘導(dǎo)的相分離，從而由所述增強(qiáng)聚合物形成多孔聚合物基底，并將所述第一離聚物的一部分滲透到所述多孔聚合物基底中。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第二層進(jìn)一步包括第二離聚物。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中鄰近所述第二層涂布第一層的步驟包括共擠出所述第一層和第二層。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一離聚物包括磺化的含氟聚合物。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述增強(qiáng)聚合物包括選自由下列物質(zhì)組成的組的材料聚砜、聚醚酰亞胺、以及它們的組合。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在所述第二層背離所述第一層的相對(duì)表面上用第三層涂布所述第二層，所述第三層包含分散在第三溶劑中的第二離聚物，其中所述離聚物誘導(dǎo)的相分離進(jìn)一步將所述第二離聚物的一部分滲透到所述多孔聚合物基底中。18.—種形成離子傳導(dǎo)膜的方法，所述方法包括以下步驟a)由第一溶液涂布具有第一表面和第二表面的第一基底層，所述第一溶液包括基本上溶解在第一溶劑中的增強(qiáng)聚合物；b)鄰近所述基底層的第一表面涂布第一離聚物層，所述第一離聚物層包括第一離聚物；C)鄰近所述基底層的第二表面涂布第二離聚物層，所述第二離聚物層包括第二離聚物；d)引發(fā)所述增強(qiáng)聚合物與所述第一溶劑的離聚物誘導(dǎo)的相分離，從而由所述基底層形成多孔聚合物基底，并將所述第一離聚物的一部分和所述第二離聚物的一部分滲透到所述多孔聚合物基底中。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一基底層、所述第一離聚物層和所述第二離聚物層為共擠出的。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟e)由第二溶液涂布具有第一表面和第二表面的第二基底層，所述第二溶液包括基本上溶解在第二溶劑中的第二增強(qiáng)聚合物；f)鄰近所述第二基底層的第一表面涂布第三離聚物層，所述第三離聚物層包括第三離聚物；g)鄰近所述第二基底層的第二表面涂布第四離聚物層，所述第四離聚物層包括第二離聚物；其中第三離聚物層鄰近所述第二離聚物層被涂布。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中引發(fā)所述增強(qiáng)聚合物與所述第一溶劑的離聚物誘導(dǎo)的相分離的步驟d)在涂布第二基底層的步驟e)之后進(jìn)行。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中引發(fā)所述增強(qiáng)聚合物與所述第一溶劑的離聚物誘導(dǎo)的相分離的步驟d)在涂布第二基底層的步驟e)之前進(jìn)行。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一基底層、第一離聚物層、第二離聚物層、第二基底層、第三離聚物層和第四離聚物層為共擠出的。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟h)引發(fā)所述第二增強(qiáng)聚合物與所述第二溶劑的離聚物誘導(dǎo)的相分離，從而由所述第二基底層形成第二多孔聚合物基底，并將所述第三離聚物的一部分和所述第四離聚物的一部分滲透到所述第二多孔聚合物基底中。25.—種方法，所述方法包括用第二離子傳導(dǎo)膜層合根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法制備的離子傳導(dǎo)膜的步驟。26.—種方法，所述方法包括用第二離子傳導(dǎo)膜層合根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法制備的離子傳導(dǎo)膜的步驟。全文摘要一種包括含有第一離聚物的第一層和多孔聚合物基底的離子傳導(dǎo)膜，其中所述第一離聚物的至少一部分通過離聚物誘導(dǎo)的相分離滲透到多孔聚合物基底中。文檔編號(hào)C08J5/22GK101326220SQ200680046441公開日2008年12月17日申請(qǐng)日期2006年11月27日優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日發(fā)明者伊利斯·哈吉羅姆哈恩,斯科特·L·斯利斯科申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司