大规模储能技术因其能够为电网能源市场提供负荷均衡和调峰能力,并解决可再生能源（如太阳能、风能）波动问题而备受关注。与其它大型储能技术相比,氧化还原液流电池因其安全、循环寿命长、环境友好等优点得到广泛关注。电池隔膜是全钒液流电池的关键组件之一。在分隔阳极电解液和阴极电解液的同时,传递非钒离子形成电流回路。目前商业使用的Nafion膜在VRFB中具有较高的离子电导率和优异的化学稳定性,但成本极高,膜选择性差,限制了其在VRFB中的广泛应用。因此,开发出具有高离子导电性、化学稳定性和低成本的新型膜是对该领域的发展十分重要。以含吡啶侧基聚芳醚酮酮膜为基材,磷酸作为掺杂试剂,制备了酸掺杂型含吡啶侧基聚芳醚酮酮膜（PyPEKK）。详细考察了掺杂温度对膜性能的影响,对膜进行结构表征、基本性能测试（酸掺杂水平、溶胀率、面电阻、钒离子渗透率等）以及应用于钒电池的单电池性能测试。结果表明,在80m Acm-2时PyPEKK30膜的能量效率达到89%,显著高于Nafion212。PyPEKK30在电流密度为120 m Acm-2和140 m Acm-2下经过1000次循环充放电后电池性能未见明显衰减,同时PyPEKK30膜经过加速氧化稳定性测试后的VRFB性能稳定,与未处理膜相当,这些结果充分表明了PyPEKK膜具有优异的稳定性。为了提高PyPEKK膜的抗溶胀和阻钒性能,将具有体积大和刚性强等特性的金刚烷结构引入PyPEKK中,以磷酸作为选择性预溶胀试剂,制备系列酸掺杂含2,2-金刚烷结构型聚芳醚酮酮（Py APEKK）膜。考察了金刚烷结构对膜基础性能的影响,结果表明,金刚烷结构的引入有效抑制膜的溶胀,在一定程度上弥补了因酸掺杂水平高而引起膜的稳定性能降低。测试了Py APEKK膜在钒电池中的电池性能,其中Py APEKK130膜在电流密度为80 m Acm-2时能量效率可达92.3%,尤其在高电流密度(240m Acm-2)下,Py APEKK130膜的能量效率仍在80%以上,并且在长期循环稳定性测试和非原位化学稳定性测试中表现出优异的稳定性。从分子结构设计出发,制备了含吡啶侧基全氟联苯型聚芳醚膜基材,以磷酸作为掺杂试剂,制备了一系列酸掺杂含吡啶侧基全氟联苯型聚芳醚（PyPEF）膜。考察了膜的基本性能以及在钒电池中的电池性能。PyPEF膜的酸掺杂水平随着掺杂温度的升高而升高,并在VRFB中表现出优异的电池性能,其中PyPEF90在80m Acm-2时能量效率达到91.65%,尤其在260 m Acm-2下能量效率保持在80%以上。此外,PyPEF-90膜表现出优异的循环稳定性,在220m Acm-2下经过1000次循环后,电池性能未发现明显骤降。以含1,3-金刚烷和侧苯基结构聚芳醚酮酮为基材,先后通过氯甲基化和胺化反应对其进行改性,以磷酸作为选择预溶胀试剂,进一步制备了酸掺杂含1,3-金刚烷结构型聚芳醚酮酮（QPAPEKK）膜。对膜的基本性能和电池性能进行了测试。QPAPEKK膜表现出优异的钒电池性能,其中QPAPEKK-90膜在电流密度为80m Acm-2时的能量效率达到91.4%,尤其在高电流密度(220 m Acm-2)下能量效率仍能维持在80%以上。同时经过30天加速氧化测试后的QPAPEKK90膜的VRFB性能稳定,与未处理膜相当。研究表明QPAPEKK膜具有优异的稳定性。