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碱性聚电解质（ASPE）膜是电池的关键元件之一,其作为碱性电解液的替代,由于具有低污染,无泄漏,低腐蚀,轻质等优点,近年来获得了长足的发展。本文主要以ASPE膜的传导原理为基础,通过结构设计,巧妙地将天然高分子纤维素引入PVA、PEO、PAA体系成功地制备了几个系列的性能优异的碱性聚电解质膜材料,考察了所制备电解质膜的阴离子传导性能、热性能、机械性能以及应用于锌-空气电池后的电化学性能等。所制备的碱性聚电解质膜均展示了良好的耐碱性,高的阴离子传导能力,足够的机械性能和电化学稳定性。本次实验内容在对碱性聚电解质膜的研究领域中很具有新颖性,并且为研究提供了系统的试验基础。本论文的主要内容为:（1）将PVA、丙烯酸、KOH和微晶纤维素均匀混合,选用N-N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）充当聚丙烯酸的交联剂,并利用过硫酸钾引发丙烯酸单体和MBA,通过浇注成膜的方法获得PVA/PAA/MCC复合膜。SEM扫描结果表明,MCC在PVA/PAA基体中均匀的分散;XRD和热重分析分别说明,微晶纤维素降低了基体结晶度并增加了基体含水量;电化学性能测试证明,微晶纤维素加入后,碱性聚电解质膜的离子电导率由0.013 S cm-1提高到0.095 S cm-1,电化学稳定窗口由0.9V提高到1.8V;应力-应变测试展示了较好的力学稳定性,其断裂伸长率由133%提高到203%。（2）经LiCl/DMAc处理后的微晶纤维素（LD-MCC）与PVA/PEO/KOH的混合物混合并搅拌均匀,利用浇注成膜的方法制得了PVA/PEO/LD-MCC复合膜。SEM和EDX测试结果说明,处理后的微晶纤维素具有很好的界面相容性并具有较强的耐碱性;热重曲线证明,在基体中引入LD-MCC后,明显改善了基体膜的保水性;电化学性能测试进一步显示,当LD-MCC在基体中含量为5wt%时,PVA/PEO/KOH碱性聚电解质膜的最高离子电导率为0.153 S cm-1和最宽的稳定电压窗口为1.8V,此电解质膜应用于锌-空气电池中存在较长的放电时间,大约为560min。LD-MCC的引入明显改善了ASPE的机械稳定性。（3）首先利用LiOH/尿素体系溶解医用脱脂棉（RDC）,并将其置于乙醇凝固浴中制备得到再生脱脂棉膜,然后将交联的聚丙烯酸钾对其进行包覆,最后将包覆后的再生脱脂棉膜浸泡在不同浓度的氢氧化钾溶液中,制备出再生脱脂棉基ASPE膜。SEM测试证明,该聚电解质膜具有三明治结构并且KOH均匀分散在基体中;XRD和力学性能测试曲线分别说明,经交联丙烯酸钾包覆后的再生脱脂棉膜结晶度明显降低并且机械性能显著提高;电化学测试揭示了ASPE膜在8mol/L的氢氧化钾下浸润3h时,离子电导率最高为0.25 S cm-1,电化学稳定窗口电压为2.0 V。组合后的锌-空气电池具有具有较高的放电比容量和放电比能量,分别为225 m Ah/g和175 mWh/g,其放电时间为550min。