全钒氧化还原液流电池(All Vanadium Redox Flow Battery, VRB)是一种大规模的高效的电化学储能技术,具有启动速度快；能量效率高；使用寿命长；系统设计灵活；维护简单,运营成本低；安全环保等优势。质子传导膜是全钒液流电池的关键组件,纳孔膜近年来刚被引入全钒液流电池,它通过筛分机理作用,具有很好的离子选择性。本文以聚丙烯腈(PAN)为膜材料制备用于全钒液流电池的纳孔膜,由于此制备方法步骤多,因此本文主要考察制备过程中一些重要因素对膜的物化性质及电化学性能的影响,并对纳孔膜进行改性以降低膜电阻。在不同热处理温度下制备出纳孔膜,系统考察了热处理温度对膜的机械性能、吸水率、面电阻、钒渗透以及充放电性能的影响,发现随着热处理温度升高膜的机械性能越来越好,吸水率和钒渗透率都有所下降。在130℃C下热处理的膜面电阻最低,综合电池效率最好。分别研究了热处理时间和水解时间对膜结构和电池性能的影响,发现随着热处理时间增加,膜的机械性能和阻钒能力都随之提高,热处理时间7min的膜面电阻最低。水解过程中只有少量氰基参与反应,水解前期膜电阻变化不大,但时间达到24h会使膜电阻明显增大,水解5h的膜在低电流密度下的电池性能最佳。用沉淀法在纳孔膜表面生成一层磷酸锆(Zirconium Phosphate, ZrP),考察ZrP/PAN复合膜的热稳定性及不同ZrP的量对改性膜结构和性能的影响。热重结果显示改性膜最快失重温度有所下降但保持在400℃以上,改性膜热稳定性较好。最快失重温度与改性量关系不大,但ZrP越多,最快失重速率越大。充放电结果显示,ZrOCl2浓度为0.15mol/L时膜的综合电池效率最佳,能量效率比未改性纳孔膜高6%,而库伦效率依然维持在97%以上。经过20个循环后,电池效率基本保持不变,表明改性膜具有较好的长期稳定性。