TW200815512A - Electrolytic membrane - Google Patents

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TW200815512A
TW200815512A TW096126607A TW96126607A TW200815512A TW 200815512 A TW200815512 A TW 200815512A TW 096126607 A TW096126607 A TW 096126607A TW 96126607 A TW96126607 A TW 96126607A TW 200815512 A TW200815512 A TW 200815512A
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film
electrolytic film
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Gijsbertus Hendrikus Maria Calis
Edwin Henricus Adriaan Steenbakkers
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Dsm Ip Assets Bv
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200815512 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域3 本發明關於一種用於電化學電池之電解膜，其包含一 加強結構及一配置於至少部分該加強結構的孔中的離聚 5 物。特別是本發明關於一種電解膜其具有非常小的線性膨 脹。 燃料電池的電解膜常面臨各種因使用時及開機與關機 作業時的操作條件不同而產生的溼度變化。 10 質子交換膜燃料電池(PEMFC)技術領域中的主要考量 之一係持續性。已發現持續性係與溼度變化時的線性膨脹 有關。可接受的線性膨脹的大幅擴張依電解膜機械性質及 支撐膜之性質、密封等等而定。但可估計其在x_y平面（亦即 係平行於該膜表面）的最大值約為〇 5%。 15 PEMFC技術領域中的另一個重要考量係用離聚物高度 填充該孔以達到一高0CV。使用時從該孔濾出的離聚物濾 出物係另一個與持續性有關的主要考量。 已知電解膜係例如EP 1 263 066實施例1所揭示的電解 膜，其揭不一種電解膜係具有由下列者所組成之加強膜： 20 56% UHMWPE(具有約為 2,5〇〇,〇〇〇 g/m〇1 之MW)及44% HMWPE(具有約為4〇〇,〇〇〇 g/mc^MW)所組成及一孔徑尺 寸為0·7μηι。该電解膜膨脹平行於該膜表面在機械方向具有 - 1%之線性膨脹及在及在橫向方向具有4%之線性膨服。 另一電解膜係揭示於JP62_179168(申請案號），其中提 5 200815512 供一加強膜係由具有500,000—10,000,000 MW之UHMWPE 所組成。在該說明書中建議一用顆粒滲透法測定為 0·001-1μιη之通孔直徑。但是，該揭示的實驗操作例揭示之 通孔直徑以石臘法（特別是用於JP 62-179168者）測定係約 5 0·01_0·085μιη，其相當於JP 62-179168中之較佳範圍係 0_005-0·1μπι，因此提供一種孔具有一平均通孔直徑最大值 比JP 62-179168建議的最大值Ιμηι還小至少一個數量級。JP _ 62-179168說明書認為藉由石臘法獲得的小孔直徑造成離 聚物在灌注方面的困難，而須於灌注時以超音波窩餘或降 10壓除氣。JP62-179168未注意到電解膜的持續性問題。 而另一個電解膜係揭示於EP〇 95〇 〇75。該電解膜提供 一〇·1至6μηι之孔徑且具有在實施例中為14〇,〇〇〇及450,000 之MW。該膜具有一非常高的〇cv，其很可能係因為大孔 徑的關係。經發現，即使有具有較高MW之聚合物，但實際 15上所得到的最好聚乙烯膜具有一小於500,000 g/mol之重量- • 平均分子量。開路電壓(〇cv)因離聚物過濾物而降低所造成 的持續性議題受到討論。 長久以來一直需要一種電解膜，在溼度變化時具有一 ㈣低的祕_。但是，魏實現低雜膨脹且可維持 0 及低離聚物過據物，藉此改良持續性。 L 明内^^】 本鲞明目的係提供一種改良電解膜。 本么月另目的係提供一種製造該改良電解膜的方 法0 6 200815512 本發明的上述一或多個目的可藉由一種包含一加強結 構之電解膜實現，其中該加強結構實質上係由具有一分子 里為 500,000-10,000,0008/111〇1且具有數個孔的|^]\4^\^?丑膜 所組成。此處所了解的是，藉由實質上以UHMWPE組成， 5可將例如0 -5 %之較小量的有機或無機添加物併入該加強結 構中。欲強調的是不考慮以離聚物及溶劑形成部分加強結 構。 應進行拉伸以實質增加硬度，以達到該膜膨脹性延展 低於0.5%之程度為較佳。 10 因一般離聚物對水之高親和性，水基本上亦存在於該 電解膜。 對該加強結構而言，該X-Y平面係依傳統方式定義為 與該整個電解膜主要表面平行。這等同於該加強結構之主 要表面。該電解膜具有一離聚物係至少部分配置於該數個 15孔中。換言之，離聚物係存在於至少一些該等孔及該離聚 物亦可存在於例如該電解膜表面。以該離聚物係存在於所 有或實質上所有該加強結構之孔為較佳，因為這會增加該 膜之傳導性。藉由本發明所述之孔徑尺寸有助於填充所有 孔。 20 令人驚訝的是，吾人發現要使離聚物於該孔中之配 置、來自該孔的離聚物過濾物及電解膜傳導性（或ocv)達到 一個適當平衡，該等孔的平均直徑以下述ΡΜΙμηι多孔毛細 管流測儀測定應為〇·3μπι至2·5μπι。在一較佳具體實施例 中’該等孔之平均直徑係〇·5μηι至2·0μιη。吾人發現該等孔 7 200815512 平均直徑範圍在自〇·5μηι至Ι.Ομιη係非常有利的，例如該等 孔具有一平均直徑為0·5μιη至0·86μηι。 最後，根據下述方法測量該電解膜在Χ-Υ平面所有方 向之線性膨脹延展應保持在低於0.5%。 5 本發明另一態樣係關於一種電解膜的製造方法。該方 ’ 法係以ΕΡ 0 950 075之教示（有關ΕΡ 0 950 075製造方法之態 樣係藉由引述之方式併入本文之中）為基礎及包含提供一 加強結構之步驟，該加強結構實質上係由具有一分子量為 500,000-10,000,000 g/mol之帶有數個孔的拉伸UHMWPE膜 10 所組成。為了使離聚物配置於該等孔、來自該等孔枝該離 聚物過濾物及電解膜OCV達到一最佳平衡，該等孔之平均 直位以下述PM1毛多孔毛細官流測儀測量係〇.3pm至 2·5μηι 〇 特別是發現該等孔平均直徑以ΡΜ1多孔毛細管流測儀 -15 測量係至2·0μηι則特別有利，例如(^哗至丨〇,及特 別是〇.5μιη至0.85μηι。 然後使該加強結構在該Χ-Υ平面之至少一個方向拉 伸。該拉伸加強該加強結構之聚合物纖維，藉此增加〇8亥 加強結構硬度（亦即Ε-模組）。基本上，該加強結構係在如本 20文所述之Χ-Υ平面至少兩個方向拉伸。以拉伸為相當於至少 80%加強結構最大抗張強度之應為為較佳，因為這樣可確 保t合物纖維之南度定向。在另一具體實施例中，以拉伸 為相當於至少80%之加強結構最大拉長率的應變為較佳， 如此亦可確保該聚合物纖維之高度定向。一再高度定向可 8 200815512 形成非常高度的Ε·模組以提供整個模一個非常高之硬度。 拉伸之後（但無必要於拉伸後立刻）將離聚物配置於至 少部分該等孔。該配置可能舉例而言涉及充入氣體或液體 或灌注，且壓力或真空也可能有利於該配置。 除非另有清楚之說明，否則下列縮寫再全文中接代表 下列意義。 ^ ΡΕ ： MW ： UHMWPE ： PTFE ： 聚乙烯 重量-平均分子重量 超高（重量-平均）分子量聚乙烯，相當於 500,000-1 〇,〇〇〇,〇〇() g/m〇i之Mw 、 聚四氟乙婦 10 15 線性膨脹性延展 該電解膜中結合於該離聚物之水量會因舉例而言溫产 及溼度而有相當大的變化。當該溼度係增加/減少時，可分 別從該離聚物之延展/收縮而觀察到。因涉入水分而形成之 延展在本文中稱為膨脹延展。當使用一電解膜(例如—燃料 電池)時，因負荷的變化及局部結構、機械或化學不均勾性 的存在’該局部及整體溫度及㈣可能皆有相當大的變 化。因此，線性膨脹延展將導致循環或周期性應力W入= 系統，其會再次造成使用時密封或甚至該電解膜失敗。 膨脹延展發生在對應於拉伸平面之χ_γ平面及在Z方 向（亦即垂直於該電解膜表面）。但是，因為結構性的原因， 9 20 200815512 僅χ-γ平面的延展對在使用燃料電池時之系統整合具有重 要性。因此，所有測量係指在X-Υ平面之膨脹延展及係指線 性膨脹延展。 其他延展/收縮過程亦可發生在使用時，例如熱膨脹及 5拉伸鬆弛。影響大小隨著例如聚合物種類及樣本受過的處 理(例如拉伸型態、循環數及變化程度）而定。已發現拉伸鬆 弛限於ΡΕ系統，特別針對UHMWPE，此效果可在第-次溫 度/溼度循環後忽略。 私解膜線性膨脹延展測量依照DuPont Product 10 Information on Nation PFSA Membrane N_112、NE-1135、
N 115、N-117、NE-lli〇(NAE101(Feb20〇4))所述之ASTM D 756測量線性膨脹。以電解膜的薄膜形成之樣本具有一厚度 係25-1〇0μηι。該線性膨脹延展測量係先在5〇%相對溼度及 23 C凋整忒樣本。然後，使該樣本在沸水中歷時一小時然 15後私除沸水直接測量延展的長度。最後，再次於60%相對 溼度23C下調整該樣本然後測量長度。 要測量測量時熱膨脹的影響，所有長度測量係在室溫 下進仃。應注意的是因為樣本的形狀的關係溫度實質上很 快就達到室溫平衡。 2〇 f驗操作職示以下述方關得之ΡΕ系制線性膨脹 延展應低於0.5%。料，實驗操作例顯示決定線性膨脹延 展的主要因素係該加強結構之組成物及受到的拉伸處理。 測量 因為拉伸該加強結構，該聚合物高度定向為與該加強 200815512 結構表面平行，亦即平行於最後膜表面。如次則造成一實 質上層狀結構具有該孔的形狀而不是管的形狀。因此，該 孔直徑界定為以下數孔徑測量法所測得之值，及應注意該 值毋須與以例如顯微照片所觀察到的相同。該測得的孔直 5徑代表孔徑值可與相似測得之具有實質相同結構之膜的孔 直徑相比。因此本文中（中位數)孔徑及（中位數)孔直徑之參 考值係關於以下列方法測得之值。 以PMl(P〇r〇uS materials Inc·，USA)、多孔毛細管流測 儀CFP-1500-AG以標準孔隙模式（電解膜領域中之典型孔隙 10測量法）測量拉伸加強結構孔徑。就所有測量而言，用惰性 氟(FC-40)最為濕潤劑以使於測量前樣本濕潤。 機械性質 根據ASTM D882/00測1機械性質包括拉伸應力及斷 裂伸長率。計算楊氏模組係用最大抗張強度除以膜斷裂之 15 拉長率而得。 發明詳細說明 在一較佳的具體實施例中，以上述PM1多孔毛細管流測 儀測得之孔平均直徑係0·5μηι至2·0μηι，以PM1多孔毛細管 流測儀測得之孔平均直徑係0·5μπι至Ι.Ομπι為更佳，及以 2〇 ΡΜ1多孔毛細管流測儀測得之孔平均直徑係〇·5μιη至 0·85μιη最佳。這個範圍係本案發明者所知道的最好模式， 因為其提供易於將離聚物加入該孔、非常有限之來自孔的 離聚物過濾物及高電解膜OCV之間的最佳權衡。 在另一較佳具體實施例中，該電解膜在平行於該電解 11 200815512 膜表面之所有方向的線性膨脹延展係低於〇·4%。此提供一 高度有利的邊際效益為整體最大飢6%，該邊際效益可考 慮到材料性貝與條件之局部變化，而因此進一步增加電解 膜之持續性。 5 更佳的具體實施例中，該加強結構實質上係由具 有一約1，000,000至5,000,000 g/m〇1之重量平均分子量的 UHMWPE所組成。這可允許一加強結構具有非常低的膨騰 延展。 在最有利的具體實施例中，該加強結構實質上係由 10 UHMWPE所組成。「實質上係由···所組成」再本文中係被 δ忍為係較少量，例如0-5%之其他聚合物總重(例如pE，其非 UMWPE、ΡΡ、PVA ; PTFE ;有機或無機添加物，例如界 面活性劑；或填充物，例如無機纖維、碳黑、Si〇2)，亦可 併入该加強結構。要強調的是該離聚物及溶劑不被認為形 15成部分該加強結構。可能的理論是該UHMWPE(特別是純 UHMWPE)在該聚合物纖維經定向而平行於該層時因對該 加強結構之X-Y平面之進一步之拉伸具有高阻力而有利，因 為該對進一步拉伸之阻力阻礙了該離聚物在與水交互作用 時的延展。換言之，該加強結構之E-模組係非常高且保持 20 低膨脹延展，就如本發明所述。 為了實現所欲之結構及因此而來的加強結構性質，該 加強結構係在製造時拉伸。這樣亦增加該加強結構之硬 度。應進行拉伸以使硬度增加到足以使該膜之膨脹延展低 於0.5%。該拉伸可以是在該X-Y平面之一或多種方向，亦 12 200815512 即打於該最終電解膜表面。為了在該χ_γ平面實現一更均勻 的結構，以在至少兩個方向拉伸該加強結構為較佳。該拉 伸可以是同時往數個方向、連續（亦即先再第一方向完成再 於第二方向完成）或任擇地在二或更多方向。經發現在兩個 5方向拉伸提供一材料性質及加工費用之適合組合。基本 上’區域拉伸因子的數值係20-50，且在機械方向之拉伸約 為3-6及在橫向方向約為5_8。 该拉伸後的部分結果是該加強結構多少會具有一層狀 結構。就孔及定向的聚合物纖維主要係平行於該加強結構 10之Χ-Υ平面的角度而言，這是可以了解的。這樣可高度對抗 在Χ-Υ平面之進一步拉伸，其易於縮短在Χ_γ平面之線性膨 脹延展。因此該層狀結構並非由嚴格分開之層所組成，但 其該組份（加強相及離聚物相）係全面定向於在一共續 (co-continuous)結構中。 15 實驗操作例具以顯示該線性膨脹延展依該加強結構之 聚合物定向程度而定。特別是，已發現在χ_γ平面至少一個 方向拉伸該加強結構至一應變係對應於至少8〇%之該加強 結構最大強度是有利的。另擇地，亦發現在χ_γ平面至少一 個方向拉伸該加強結構至一對拉長率為該斷裂拉長率的至 2〇少8〇%係有利的。對於UHMWPE，實驗操作例已顯示這樣 確保-該聚合物定向禾呈度充分到在該χ_γ平面線性膨服延 展係低於0.6%。 已發現特別有利之電解膜係具有一加強結構係帶有一 高量UHMWPE者，其中至少80%的加強結構ρΕ纖維係實質 13 200815512 上平仃於該加強結構iX_Y平面而對齊。平行於該膜表面而 對齊在本文中係表示當一介於該纖維端晝一直線，該直線 與該膜χ-γ平面形成一角度小於15度。 在一較佳的具體實施例中，該電解膜具有一揚氏模組 係至y 115 MPa。這會造成一非常硬的膜，其有助於使膨脹 延展小於0.5%。在一特別較佳的具體實施例中，該電解膜 具有一揚氏模組係120至i5〇MPa。 6亥加強結構之孔分率（fracti〇n)應該要高，舉例而言， 應為例如至少50%以確保再次加入離聚物後之連續離聚物 1〇相。在一較佳的具體實施例，該該等孔體積係至少70%該 加強結構之總體積。加強結構總體積在本文中係表示該容 體積包括（密度）加強材料(例WUHMWPE)及孔（空氣/溶劑/ 離聚物）。該該等孔體積可以是非常高，但受限於需要之硬 度或對該加強結構進一步拉伸之抗性，因為該線性膨脹延 15展應保持在0·5%以下（就如其他地方所述）。就具有實質上 純的UHMWPE之加強結構而言，已發現該等孔的最適體積 係該加強結構總體積的75%至90%。原則上，該孔應以完全 填充離聚物為較佳’但是，這可能需要不適宜的時間及/或 加工控制。在本發明的實施例中，已發現該離聚物佔該等 20孔體積的至少80%(例如80_ 100%)是有利的。 本發明電解膜之較佳具體實施例結合了 UHMW之高機 械強度以及最適孔徑之具持久性的高度〇cv。良好之結構 持續性可藉由低線性膨脹延展來達成。此外，亦可達到一 10,000s/50ml或更高之高Gurtey值，亦即通過該膜之氣體通 14 200815512 透性低。這些組合非常有利於用作為低溫燃料電池中之電 解膜’例如固體聚合物燃料電池，聚合物交換燃料電池及 直接甲_料電池(DMFC)。就燃料電池的利“言，本發 明電解膜形成該系統一重要元件。 5 f醇具亦對與該離聚物之交互作料有-高親和性及 在直接甲醇燃料電池的例子中，這會造成甲醇透過該電解 膜移轉。就本發明電解膜而言，因該離聚物與甲醇之間的 交互作用所造成的該線性膨脹延展亦受到高度限制，其可 降低甲醇透過該膜之移轉及因此相當程度地改善該直接甲 10醇燃料電池之效率。理論上可能是藉由防止離聚物延展效 果及藉此防止或至少限制攝入膜中甲醇。 本發明電解膜之另一高度有利之應用係在電解電池中 之電解質。在此應用中，該低氣體通透性與高持續性之組 合對於線性膨脹延展及電性質也很重要。就電解電池的應 15用而言，本發明電解膜形成該系統一重要元件。 除非熟習此項技藝者會立即了解最後的具體實施例不 是具體可行的，否則本文所述之本發明一具體實施例之個 別特徵或特徵組合及其明顯的變化，係可與本文所述之其 他具體實施例組合或互換。 20 【實施方式】 實施例 比較實施例1 如EP 1 263 066之複合膜。 如EP 1 263 066所用之Solupor® 40C01B，係一Solupor㊣ 15 200815512 3P07A及Nation®之組合.，藉由灌注Nati〇n®分散劑DE_2〇2〇 至Solupoi^ 3P07A而得。所得之複合膜具有一厚度係 25pm(23°C/50%相對溼度）。Solupor® 3P07A之組成物係一 St纖yfan® UHMWPE (具有 Mw=2,500,000 g/rnol)及 5 HMWPE(具有4〇〇,〇〇〇g/mol)之混合物。該材料依區域 拉伸30x區域。 製備15 X 170 mm之樣本，二樣本在機械方向（MD)及二 樣本在橫向方向（TD)，及在各製備樣本長度loo mm處做兩 個記號。測定樣本重量(23°C/50%RH)。然後將該樣本浸入 10 —沸騰的l〇〇°C去離子水中歷時1小時。移除水浴後直接測 量樣本記號間的長度。根據下式計算樣本因攝入水分而發
生的延展：{L(10(TC/100°/〇RH)-L(23t：/50%Rl-l)}/ L (23°C/50%RH)，其中[代表介於記號之間的長度表 示。結果顯示於表1(線性膨脹延展）及表2(抗張強度，拉長 15 率及模組）。 比較實施例2 以Nafion® DE-2020分散劑製作之熔鑄後的非加強膜。 在加入10% DMSO至該Nation®分散劑後，成功地熔鑄 Nation㊣DE-2020分散劑。經過室溫16小時乾燥後，該鎔鑄 20 Nation®膜再於120°C下乾燥1小時，然後移除鑄版。讓該膜 在23°C/50%RH中攝入水分歷時4小時。所得之厚度係 30μηι。該材料未拉伸。根據實施例丨所述之方法製備樣本 經100°C煮沸歷時1小時，如實施例1般計算MD及TD之延展 程度。 16 200815512 比較實施例3 以Nation® DE-2020分散劑灌注的微孔PTFE膜。 一拉伸微孔PTFE膜，以Nafion® DE-2020分散劑灌注型 號TX 2001(Tetratex)(在加入10% DMS0及10%異丙醇至該 5 分散劑之後）。如實施例2所述般乾燥及調整該複合膜。測 量線性膨脹延展程度及依照實施例1中所述來計算。 實施例4 灌注有分散劑Naflon® DE-2020分散劑之1〇〇 % UHMWPE為主的微孔UKMWPE膜。 10 —微孔膜，係由 100% UHMWPE(MW=2,500,000 g/mol) 所組成在一擠製器中製備，其被饋入一 20重量 %UHMWPE(MW=2,500,000)之十氫萘懸浮液，接著在十氫 萘中淬火及以熱空氣乾燥。在120°C下依區域雙向拉伸所得 到之薄膜至33x，藉此提供一微孔UHMWPE膜。用Nation® 15 DE-2020分散劑灌注該膜（在加入1 〇%DMSO及10%異丙醇 至該分散劑之後）。依照實施例所述乾燥及調整該複合膜。 依照實施例所述測量及計算因攝入水份而產生的延展。 表1 ··實施例1、2、3及4膜膨脹延展 實施例 1-MD 2-MD AV-MD 3-TD 4-TD av-td 1 1mm 0mm 0.5% 4mm 4mm 4.0% 2 20mm 21mm 20.5% 19mm 21mm 20.0% 3 12mm 13mm 12.5% 10 mm 9mm 9.5% 4 0mm 0.5mm -0.3% 0mm -0.5mm -0.3% 測量該膨脹延展後，再次以23°C/50%RH調整該樣本。 17 200815512 實施例1、2及4的尺寸與第一次調整後相同，在〇·3%之内。 推測可藉由在X方向（例如該機械方向，MD)及γ方向 (例如該橫向方向，T C)之線性膨脹延展的線性組合估計χ _ γ 平面其他方向之線性膨脹延展。在表1中，觀察到實施例 5之線性膨脹延展係相當高的，其係可接受的〇·5%，然而本 發明組成物中，實施例4的線性膨脹延展係低於〇·5%及且基 本上接近該測量方法之較低極限。 表2 ··實施叫1、2、3及4膜機械性質 實施例 MD之抗張 強度(MPa) TD之抗張 強度(MPa) MD之斷裂 拉長率(％) TD之斷裂 拉長率(％) MD模組 數(MPa) TD模組 (MPa) 1 14 11 13 10 108 110 2 43 32 225 310 19 10 3 18 21 84 59 21 38 4 16 13 13 11 124 120
10 在表2中觀察到樣本4(本發明的膜)之模組數係大於其 他樣本之模組數。該機械方向（MD)及橫向方向（td)的變化 _· 源自於加工程序。換言之，該樣本4膜明顯比其他樣本更硬 及藉此使線性膨服延展保持在可接受的Q · 5 %以下。特別是 觀察到即使是介於MD及TD之間的抗張強度發生變化，實 15 施例4樣本之模組在MD及TD具有一非常高之模組數。 【圖式簡單說明3 (無) 【主要元件符號說明】 (無) 18

Claims (1)

  1. 200815512 十、申請專利範圍： 1. 一種電解膜，其包含一加強結構，該加強結構實質上係 由一分子量為500,000-1 〇,〇〇〇,〇〇〇g/m〇i之具有數個孔的 拉伸UHMWPE膜所組成，該加強結構具有一χ-γ平面係 5 平行於該電解膜的一表面，該電解膜具有一離聚物至少 部分配置於該等孔中，其中以PM1多孔毛細管流測儀測 付之该等孔的平均直徑係〇.3μιη至2·5μπι，及該電解膜在 該Χ-Υ平面所有方向之線性膨脹延展係低於0 5〇/〇。 2·如申請專利範圍第1項之電解膜，其中該以pM1多孔毛 10 細管流測儀測得之孔平均直徑係0.5μιη至2·0μπι，以該孔 平均直徑係0·5μηι至1為較佳，及以該孔平均直徑係 0·5μηι 至 0·85μηι 為更佳。 3·如申請專利範圍第1或2項之電解膜，其中在該電解膜表 面上所有方向之電解膜線性膨脹延展係低於〇 4〇/〇。 15 4·如申請專利範圍第1至3項中任一項之電解膜，其中該膜 具有一厚度係5至60μηι，以該電解膜具有一厚度係10至 25μηι為較佳。 5·如申請專利範圍第1至4項中任一項之電解膜，其中該電 解膜具有一揚氏模組數係至少115 Mpa，以該電解膜具 20 有一楊氏模組數係120至160 MPa為較佳。 6·如申請專利範圍第1至5項中任一項之電解膜，其中該加 強結構貫質上是由具有一重量平均分子量係 1，〇〇〇,〇〇〇-5,〇〇〇,〇〇〇 g/mol：^UHMWPE所組成。 7·如申請專利範圍第1至6項中任一項之電解膜，其中該加 19 200815512 強結構係一層狀結構。 任_項之電解膜，苴中至少 80%的UHM刪纖維實質上係平行於該加強結構之 X-Y平面而對齊。 5 9.如申請專利範圍第1至8項中任—項之電解膜，其中該PE 纖維相對於該加強結構之χ_γ平面的至少—個方向的拉 伸而對齊’以達到一應變係相對於該加強結構最大強度 的至少80%。 ίο.如申請專利範圍第⑴項中任1之電解膜，其中酬 10 纖維騎應於該加減構之至少-個方向之拉 伸對齊’以達到-對應之應變係該加強結構最大拉長率 的至少80%。 11·如申請專利範圍第β10項中任一項之電解膜，其中該 等孔體積係該加強結構龍積的至少5()%，以該等孔係 15 2加強結構總體積的至少70%為較佳及以該等孔體積 介於該加強結構總體積之75%至90%為最佳。 •如申明專利範圍第1至11項中任一項之電解膜，其中該 ， 離來物佔該等孔體積的至少60%，以該離聚物實質上填 充該等孔例如90至100%之該等孔體積為較佳。 20 13·種燃料電池，其包含如申請專利範圍第Ui2項中任 一項之電解膜。 14·種如申請專利範圍第1至12項中任一項之電解膜的用 返，其係作為一直接甲醇燃料電池(DMFC)中之電解質。 15·種如申請專利範圍第1至12項中任一項之電解膜的用 20 200815512 途，其係作為一電解電池中之電解質。 16· —種製造如申請專利範圍第1至12項中任一項之電解膜 的方法，其包含下列步驟： 提供一加強結構實質上係由一分子量為 5 500,000-10,000,000g/m〇i之具有數個孔的拉伸 UHMWPE所組成，該加強結構具有一 X-γ平面係平行於 該電解膜一表面； 使該加強結構於至少一個方向拉伸； 至少部分配置離聚物於該等孔； 10 其中該加強結構係在該加強結構之X-Y平面的至 少一個方向拉伸，以達到一應變對應於至少80%之該加 強結構之最大抗張強度，且該等孔之平均直徑以PM1多孔 毛細管流測儀測定為〇·3μηι至2·5μιη，以該孔平均直徑係 〇·5μπι至2·0μηι為較佳，以該孔平均直徑係〇.5μιη至ΐ.〇μιη 15 為更佳及以該等孔平均直徑係0·5μπι至0·85μηι為最佳。 17·如申請專利範圍第16項之方法，其中該加強結構實質上 係由具有一 l，〇〇〇,〇〇〇_5,〇〇〇5〇〇〇g/m〇i之分子量的 UHMWPE所組成。 18·如申請專利範圍第16或17項之方法，其中該電解膜已拉 20 伸至一至少115 MPa之楊氏模組數，以該電解膜具有一 120至150 Mpa之揚氏模組數為較佳。 19·如申請專利範圍第16至18項中任一項之方法，其中該加 強結構係於至少兩個方向拉伸，以該加強結構係於兩個 方向拉伸為較佳。 21 200815512 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（ ）圖。（無) (二) 本代表圖之元件符號簡單說明：
    八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無）
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