隔膜是全钒液流电池（VFB）的关键材料,其成本、可靠性和性能直接影响VFB储能系统的综合性能。目前,应用较广泛的全氟磺酸离子交换膜的离子选择性差、价格昂贵,一定程度限制了VFB的产业化发展。非氟离子交换膜具有选择性高、成本低的优势,但在VFB环境下的氧化稳定性较差。本论文研究了非氟离子交换膜在VFB环境下的降解机理。通过结构设计,制备了高选择性、高离子传导性、低成本的多孔膜材料。本论文主要结论如下:（1）使用磺化聚醚醚酮阳离子膜（SPEEK）为模型化合物,采用“离线测试”和“在线测试”的方法对SPEEK膜材料在VFB环境下的降解产物进行分析,确定了降解产物的结构,阐明阳离子交换膜在VFB运行环境下的降解机理。（2）非氟离子交换膜中,离子交换基团的引入使得聚合物主链电子云分布发生变化,导致其氧化降解;质子化的作用会加速膜的氧化降解,因此避免易质子化元素的引入有望提高膜的氧化稳定性。（3）设计并制备出新型的具有“核-壳”结构的共混多孔膜材料。所制备出“核-壳”结构状的PVDF-HFP/PVP共混膜,孔结构和易质子化的胺基团有利于膜内载流子的传导,使膜具有高离子传导率。孔结构的小孔径和阴离子交换基团对荷正电离子的排斥效应可以有效阻止钒离子的交叉共混,使膜具有高离子选择性。在80 m A.cm^-2下进行恒电流充放电,组装VO₂⁺处理后的PVDF-HFP/PVP共混膜的VFBs的效率均高于组装商业化Nafion115的VFB的效率。进一步促进了VFBs的产业化和商业化发展。