质子交换膜在电池（电解池）中起到阻隔电解液，传导质子的作用。质子交换膜目前商用的是全氟质子交换膜，其由全氟磺酸树脂或者全氟羧酸树脂经过成膜工艺制得，技术难度高，长期以来技术被国外企业垄断。商用化最多的是杜邦公司 nafion 系列质子交换膜。全氟质子交换膜机械强度高，化学稳定性强，能够适应苛刻的电池（电解池）的工作环境，对于装置的电化学性能起到不可忽视的重要作用。 质子交换膜应用于氯碱工业、燃料电池等领域。质子交换膜在氢燃料电池、电解水制氢气等领域中所交换的阳离子为质子（氢离子 H+），在氯碱工业中，所交换的阳离子为钠离子（Na+），又被称为离子膜。目前产业化应用的均为全氟质子交换膜，质子交换膜使用的是全氟磺酸树脂，离子膜使用全氟磺酸树脂、全氟羧酸树脂的复合膜。全氟磺酸树脂具有强酸性，全氟羧酸树脂具有弱酸性，更能够适应氯碱工业中的碱性环境。 质子交换膜处于有机氟化工产业链末端，其上游是有机氟化工的单体材料，下游是基于质子交换膜的氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等应用领域。从上游来看，质子交换膜的直接材料为全氟磺酸树脂材料，向上延伸至有机氟化工中的四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚等单体材料，向上溯源可以追溯至萤石、氟化氢、制冷剂等原材料，从下游看，质子交换膜应用广泛，主要应用于氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等领域，其中氯碱工业与燃料电池为主要应用领域。