全钒氧化还原液流电池（VRFB）作为一种大型储能系统而备受关注。在VRFB系统中,离子交换膜是直接影响其性能的关键组成部件。目前VRFB用离子交换膜依然存在着离子传导率和选择性难以平衡、高功能化程度下吸水溶胀过大以及化学稳定性不足等缺陷。两性离子交换膜是一种同时含有阳离子交换基团和阴离子交换基团的膜,其可以同时具有较高的传导率和选择性,具有广阔研究价值。本文通过共混、接枝和交联等手段设计制备了三种具有新型结构的两性膜,并对其结构和性能进行了全面测试研究。首先采用三元叔胺接枝聚苯醚（PPO-TTA）与磺化聚醚酮（SPEEK）共混制备了一种新型多叔胺基两性共混膜（SPEEK/PPO-TTA）。通过叔胺基团的质子化以及与磺酸根形成的酸碱对效应,既促进了膜中高效氢键网络的构建,提高了膜的质子传导能力,又有效抑制了膜的钒离子渗透并保护了聚合物主链。SPEEK/PPO-TTA-15%膜的IEC为1.65 mmol g^-1,同时表现出很低的面电阻（0.39Ωcm²）和钒渗透率(3.4×10^-9 cm² s^-1),在80 mA cm^-2电密下其EE为88.6%,200 mA cm^-2时为77.1%,且经过200次循环后性能无明显下降,表现出优异的VRFB性能。随后针对共混型两性膜IEC难以提高以及稳定性有待进一步改善等问题,本文通过联苯和N-甲基-4-哌啶酮在超强酸催化下缩合,并通过两亲侧链接枝反应制备了一种不含芳基醚键的两亲侧链结构聚芳哌啶膜（AMPBPip）。独特的两亲侧链结构使膜中正电和负电基团的含量可同时提高,进而拥有出众的离子传导能力,且不含芳基醚键的主链使其具有良好的化学稳定性。AMPBPip-70膜的IEC总值可高达4.19 mmol g^-1,面电阻仅为0.22?cm²,氧化30天后质量损失仅为4.5%且FTIR谱图无明显变化,表现出十分出众的高电密VRFB性能(200 mA cm^-2时EE可达80%以上),且经过长达500次循环性能无明显下降。但这种膜的钒渗透率相对较高(1.31×10^-88 cm² s^-1),影响了其在低电密时的VRFB性能(80 mA cm^-2时EE为86.3%)。在之前研究的基础上进一步通过交联反应设计并制备了两亲侧链聚芳哌啶交联膜（Cr-AMPBPip）。通过交联网络结构进一步增加了膜中正电基团的含量并拉近了分子链段间的距离,减小了亲水离子通道的大小,在没有严重降低膜的离子传导能力的基础上有效地抑制了膜的钒离子渗透,提升了膜的CE,使其在高电密和低电密时均表现出了优异的电池性能。其中Cr-AMPBPip-70-30膜的IEC可高达4.93 mmol g^-1,面电阻和钒渗透分别仅为0.30?cm²和0.79×10^-88 cm² s^-1。其在80 mA cm^-2电密下EE为88.7%,200 mA cm^-2时仍可达78.2%,获得了更加均衡和优异的电池性能。