离子交换膜广泛应用于燃料电池、金属空气电池、电解等领域,起到分隔正负极,防止短路、传输离子等作用。尤其聚合物基离子交换膜具有结构设计性好、成本低、成膜性好等优势,成为离子交换膜研究的热点领域。科学家们开发了全氟磺酸膜（Nafion）、聚氧化乙烯（PEO）等系列经典离子交换膜,这些聚合物膜形成孔状胶束（>4 nm）作为水合离子通道具有优异的离子传导能力,然而较大的孔径使得水及其它分子也能够跨膜输运。在金属空气电池等新型电池的设计中,为了避免水、二氧化碳等分子直接与活泼性高的碱金属发生化学反应,需要离子交换膜能够高效传输离子的同时,阻隔分子的跨膜输运,这就对聚合物的分子结构提出了更高的要求。自具微孔聚合物（PIMs）是一类特殊的聚合物,具有较高的比表面积,由于分子内存在刚性、扭曲结构导致聚合物在形成密堆积的时候不能有效堆叠,从而产生大量的微孔（绝大部分孔道尺寸在2 nm以下）。同时,线性结构使其具有良好的可溶性,易溶解于氯仿和四氢呋喃等易挥发有机溶剂,适合制备具有微孔结构的薄膜。PIM基膜具有可调控的孔结构、比表面积较大、力学稳定性和热稳定性较好等优点。本文基于其结构特点,通过化学改性,对其特征基团进行后修饰,制备出水解后依然可以溶解铸膜的PIM-COOLi,具有优异的离子传导能力,其较小的孔径（0.7 nm）可以有效阻挡分子的透过,构建了锂-锂对称电池,测试显示较好的循环稳定性,证明其在新型电池中具有应用前景。具体内容为:1、制备出高分子量、高比表面积、成膜性较好的PIM-1,探索了三种水解条件,获得了最优条件:于120℃下20 wt%Na OH溶液中,水解360 h,所得聚合物-COOH含量可以达到90%,比表面积为223 m²g^-1;2、配置成浓度为2%的铸膜液,浇铸成PIM基柔性薄膜,获得PIM-COOH膜,并通过掺杂有机锂盐的方法制备了改性的PIM-COOLi膜,研究了薄膜的离子传导性能、机械稳定性、热稳定性、电化学稳定性和水分子的阻挡能力,测试结果表明设计制备的PIM基离子膜具有理想的离子传导能力和分子阻挡能力。构建了Li/PIM-PIM/Li对称电池,电池展现出较好的循环稳定性(0.1 m A cm^-2,1000h),并进一步开展以Li OH水凝胶为电解质的高湿度锂-空气电池,初步在锂金属电池中验证了PIM基离子膜性能。