碱性聚电解质（APE）是碱性聚合物电解质燃料电池（APEFCs）的核心材料之一,其物理化学性质与电池性能密切相关。性能优异的APE膜需具备高的离子电导率、优异的稳定性及机械性能,其中膜的厚度也是影响电池性能的关键因素之一。超薄膜（厚度<10μm）被认为是获得高性能APEFC的一条重要途径。超薄膜的优势源自其低的离子电阻及高的水传导能力。然而当隔膜厚度减薄后,膜的机械性能会随之大幅下降,难以满足APEFC的装配及运行要求。解决上述问题的途径之一是将膜进行增强复合。增强组分的引入可将膜的厚度减薄至10μm,但复合膜组分之间较差的相容性易导致离子组分的流失,同时APE膜的离子电导率也会受到影响。发展无增强组分的均相超薄膜有望解决上述问题。交联是一种增强APE膜机械性能的高效方法,通常采用小分子交联剂将聚合物链段连接起来,但这也会导致成膜后残留交联剂杂质,影响APE膜的机械性能,对超薄膜机械性能的负面影响尤为严重。为解决上述问题,本论文提出侧链自交联策略制备超薄交联膜:首先合成侧链分别带有溴甲基和叔胺官能团的聚合物前体,使得交联反应在两种聚合物前体之间发生,无需额外加入交联剂,规避了外源交联剂残留带来的负面影响。通过优化反应条件获得了四种交联膜:cQAPPT-C6-18,cQAPPT-C6-10,cQAPPT-C3-10和cQAPPT-C3-5。将四种交联膜（28μm）装配成APEFCs,结果表明所有电池均具备较好的性能,电池功率密度（PPD）均达到1 W/cm~2及以上。进一步将四种超薄交联膜（10μm）采用催化剂涂层膜（CCM）方法进行膜电极组件（MEA）制备,结果表明仅有cQAPPT-C6-18获得成功,其它交联膜均有不同程度的破损。将不同厚度cQAPPT-C6-18（10μm、28μm）交联膜制备得到的APEFCs进行性能对比,当反应气为H2/O2时,较厚cQAPPT-C6-18的PPD为1.42 W/cm~2,高频阻抗为20.5 mΩ;使用超薄膜时,APEFC性能提升约30%,PPD达到1.85 W/cm~2,性能的提升得益于超薄膜更低的离子阻抗（15.7 mΩ）和更快的水传导速率,超薄膜燃料电池的性能优势得到了充分证明。对超薄膜进行电池稳定性测试,100 h放电测试后,电池电压衰减约25%,说明超薄膜能够稳定工作。本工作证明了侧链自交联法制备均相超薄膜的可行性,实现了无支撑超薄碱性膜燃料电池的运行,为高性能APEFCs研究提供了参考。