随着对环境友好清洁能源的需求日益增长,作为传统化石燃料替代品的燃料电池进入一个快速发展阶段。在已报道的燃料电池中,碱性阴离子交换膜燃料电池（AAEMFCs）因其在碱性条件下氧还原动力学快、对贵金属催化剂的依赖低等优点受到了人们的广泛关注。但是,作为碱性燃料电池的核心部件,常规的碱性阴离子交换膜（AAEMs）在碱性环境下存在化学稳定性差的缺陷。因此,提升AAEMs长期耐碱性稳定性和氢氧根离子传导能力,是燃料电池实现实际应用亟待解决的核心问题。针对上述关键科学问题,本论文主要开展了如下研究工作:（1）基于密度泛函理论,探究咪唑鎓阳离子N1和N3位置烷基链长度（2→4→6）、C2、4、5 位置取代基（-CH3、-Ph、-PhCH3 等）;Mulliken 电荷值、LUMO 能级、静电势、反应能量位垒;及其耐碱稳定性之间关系,通过Radziszewski反应合成咪唑鎓阳离子衍生物和相应的主链型阳离子聚合物,并详细表征了所制备膜的吸水率、溶胀率、氢氧根离子传导率、碱性稳定性、热稳定性以及膜的形貌等性能。C2位苯基取代,C4、5位甲基取代的聚咪唑鎓基阴离子交换膜（Mem-DHPDMIm）在碱性溶液中的化学稳定性最好,在80℃的2 MNaOH溶液中浸泡360 h后,氢氧根离子传导率和离子交换容量分别仍有初始值的87.4%和81.3%,该主链型聚咪唑鎓基AAEMs有望应用于燃料电池器件中。（2）基于阳离子功能基团—季铵盐、咪唑鎓和吡咯烷单、双阳离子结构,设计合成了六种聚烯烃基AAEMs,探究了阳离子功能基团与物化性能、离子传导率之间的关系。研究结果表明基于双阳离子结构阴离子交换膜较之于单阳离子的AAEMs综合性能更为优异。对所制备AAEMs依次数学建模和动力学模拟,所得到模拟结果与实验结果相一致。通过数学统计分子运动轨迹,预测了阳离子功能基团在碱性溶液中的化学稳定性,并通过实验验证了模拟得到的AAEMs稳定性规律。（3）基于第三章双阳离子功能化阴离子交换膜性能优于单阳离子功能化阴离子交换膜的结果,通过强酸催化和烷基化反应,合成了无芳醚键的聚芳烃离聚物,该离聚物制备的AAEMs呈现出出色的电化学性能。选取末端带有甲基、羟基、甲氧基的季铵盐作为阳离子功能基团,对三种双季铵盐功能化的AAEMs,针对溶剂化作用、传输性能、化学稳定性等方面分子动力学研究,研究结果表明阳离子功能基团末端的羟基、甲氧基有助于AAEMs氢氧根离子传导率的提高。（4）基于第四章阳离子功能基团末端-OH利于氢氧根离子传导率的研究结果,设计合成多羟基取代的乙醇胺盐阳离子化合物,系统地研究了羟基取代基数量与乙醇胺盐阳离子的耐碱稳定性之间关系,结果表明随着羟基取代基数量的增多,乙醇胺盐阳离子碱稳定性随之下降。通过分子动力学模拟研究多羟基功能化的聚苯醚基AAEMs,研究结果表明AAEMs在碱性溶液中的化学稳定性关系为PPO-3OH-30＜PPO-2OH-30＜PPO-OH-30;乙醇胺盐阳离子功能基团上羟基数量的增多有利于氢氧根离子传导率的提高。