隔膜是锂离子电池主要部分之一,起到隔离正负极和提供离子迁移通道的作用,其中聚烯烃类隔膜是目前已经商业化使用的锂离子电池（LIBs）隔膜,然而,由于其低耐热性和疏水性促使对其进行改性或开发出具有高热稳定性和润湿性的新型材料。因此,本文制备出具有高耐热性和润湿性的聚酰亚胺（PI）隔膜并对其改性。使用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅立叶红外变换光谱、热重、示差扫描量热法、浸润性对聚酰亚胺多孔膜的形貌和结构研究,采用本体阻抗（Rb）、界面阻抗(Rint)、离子电导率（σ）、离子迁移数（t+）、电化学窗口、倍率和循环等对聚酰亚胺多孔隔膜组装为LIBs的性能进行探究。首先,一系列具有不同的三氟甲基基团（-CF3）摩尔量的聚酰亚胺材料在本文中通过低温缩聚法进行了合成,并且采用非溶剂诱导相转化法制备成膜。含氟量为60%时制得的聚酰亚胺（FPI-60%）隔膜可以在电解液中稳定存在,并且此聚酰亚胺的玻璃化转变温度为289.4 oC,即使在200 oC下加热1 h隔膜也未发生变形。探究了对FPI-60%型聚酰亚胺使用非溶剂诱导相转化法制备多孔膜过程的凝固浴组成和乙醇添加量。当乙醇添加量为10 wt%时,聚酰亚胺隔膜显示出最佳的孔隙率67.2%、吸液率192.2%和接触角35.8°,还具有较高的离子电导率（1.17 m S/cm）。当乙醇添加量为10 wt%时,由此聚酰亚胺隔膜组装的锂离子电池在2 C下也可保持102.8 m Ah/g的容量,由此聚酰亚胺隔膜组装的锂离子电池在0.2 C下循环50圈后比容量也未发生明显衰减,容量保留率为93.2%。其次,为了进一步提高锂离子电池的电化学稳定性,对聚酰亚胺进行化学交联并探究不同交联时间对隔膜性能的影响。随着交联时间的增加,PI-x（x=0、12、24、48、72）隔膜的拉伸强度逐渐增加,由10.10 MPa增加至16.22 MPa。而且交联72 h后隔膜的电化学窗口由4.61 V提升至5.46 V,提升了约19%。未交联的PI-0隔膜在0.2 C下充放电100次后仅有44.9 m Ah/g的放电比容量,而交联后的PI-x（x=12、24、48、72）隔膜在100圈均可稳定工作,且分别具有127.8 m Ah/g、117.8 m Ah/g、113.1 m Ah/g和104.1 m Ah/g的容量,和85.6%、81.7%、77.0%和70.4%的容量保留率,均远高于未交联隔膜的循环性能。最后,为了进一步提高锂离子电池的离子电导率,使用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对蒙脱土（MMT）插层改性制备有机蒙脱土（OMMT）,并将OMMT与聚酰亚胺进行掺杂制备复合隔膜。当CTAB/MMT（w/w）质量比为0.5时得到的OMMT-0.5的层间距最大,为2.06 nm,将OMMT-0.5与聚酰亚胺进行掺杂。当掺杂量为7%时,复合隔膜的吸液率最大为249.2%,界面阻抗最低,为93Ω,离子电导率最高,为1.41 m S/cm。而且,加入OMMT后,OMMT/PI-x（x=0、3、5、7、10）复合隔膜在0.2 C下充放电80次后仍具有57.9 m Ah/g、62.9 m Ah/g、69.7 m Ah/g、119.8 m Ah/g和119.1 m Ah/g的放电比容量,复合隔膜的循环性能也得到有效提升。