全书以电化学基础开篇，详解电化学储能与转化的理论基础、测试技术及各类电化学电池原理；随后概述了膜材料的通用制备方法、离子传输机理及物理化学性质表征技术。在此基础上，重点介绍了锂电池、金属锌负极电池、全钒液流电池、锌基液流电池、有机液流电池、质子交换膜燃料电池、直接醇类燃料电池、碱性阴离子交换膜燃料电池、固体氧化物电池等多种化学电源以及电解水制氢用膜材料，涵盖各类膜材料的制法、性能、改性策略、应用特点、问题和挑战。