锂离子电池具有能量密度高、库伦效率高、使用寿命长和自放电率低等优点,作为优异的能量存储及转换设备已广泛应用于便携式电子产品、各类交通工具和大型储能设备等领域。在锂离子电池中,隔膜是关键组成部分之一。锂离子电池隔膜是一种微孔型结构的高分子功能性隔膜,具有隔离正负极的功能,其大量曲折贯通的微孔结构能让电解液中的电解质离子自由通过。而传统商业化聚烯烃隔膜存在热熔化温度较低、热闭孔性能较差、电解液吸附及浸润性不足、隔膜界面阻抗高、离子电导率低等缺点,严重影响锂离子电池的充放电倍率性能、循环寿命及安全性能。因此制备性能优良的隔膜对提升锂离子电池的性能具有重要意义。本文以氮掺杂石墨烯作为改性功能材料,采用表面涂布法对聚烯烃隔膜单面进行表面改性,研究粘结剂的性质及含量对改性隔膜表面形貌、涂层界面结合力及浸润性等结构及性能的影响,结合石墨烯本身具有高导电、高导热、高比容量及高强度等特性,探索氮掺杂石墨烯改性隔膜提升锂离子电池电化学性能的机理。得到以下结果及结论:（1）采用表面涂布法,对PP/PE/PP隔膜单面进行表面改性,在隔膜表面构建了一层三维网络状多孔结构的氮掺杂石墨烯-聚偏氟乙烯（GN-PVDF）功能涂层。探究了涂层中PVDF的含量和GN-PVDF涂层厚度对改性隔膜性能的影响。研究结果表明改性后的隔膜具有更优异的物理性能和电化学性能。其主要原因如下所述:改性隔膜表面三维网络状多孔结构的改性涂层有利于提高隔膜的比表面积,改善隔膜的孔径分布和电解液浸润性能;聚偏氟乙烯是极性材料,进一步改善改性隔膜的电解液浸润性能、提高电解液吸收率、电解液保液率、离子电导率,改善隔膜与负极的界面稳定性,提高电池的循环稳定性;由于氮掺杂石墨烯优异的导热性能及较高的机械强度,改性隔膜的熔点、分解温度、热闭孔性能、热稳定性和热收缩性能均得到有效提高;此外,由于锂离子在改性隔膜表面以分子水平均匀分布,生成的锂原子在石墨电极与改性隔膜之间形成光滑致密的金属锂层,防止锂枝晶往刺穿隔膜方向生长,提升锂离子电池的安全性能。（2）以去离子水为溶剂,将氮掺杂石墨烯与海藻酸钠配成浆料,采用单面涂布的方法,在PP/PE/PP隔膜表面构建一层氮掺杂石墨烯-海藻酸钠（GN-SA）功能改性涂层。探究了GN-SA涂层中海藻酸钠的含量和涂层厚度对改性隔膜的性能的影响。海藻酸钠来源丰富,价格低廉,具有易溶于水和成膜性强的特点。海藻酸钠成膜后能够形成网状多孔骨架,能够增加改性涂层的机械强度。海藻酸钠与氮掺杂石墨烯形成的三维网状多孔结构可以改善隔膜的孔径分布,提升电解液浸润性能、吸液率和保液率。此外,海藻酸钠含有大量羟基和羧基,能够与锂离子作用,并进一步提高锂离子在隔膜表面均匀分布为锂离子提供快速迁移通道,提高隔膜的离子电导率,降低隔膜的阻抗,降低电池极化程度,提高电池倍率性能。海藻酸钠含量为5%,涂层厚度为15μm的GN-SA改性隔膜电化学性能最佳,其离子电导率最高,为1.83 m S cm-1。GN-SA改性隔膜组装的Li/石墨扣式锂离子电池循环性能优异,在5C大电流密度条件下,循环500次后的放电比容量为126.9 m Ah g-1,容量保留率为88.49%。此外,GN-SA改性隔膜具有抑制锂枝晶的功能,组装的Li/石墨扣式锂离子电池没有锂枝晶生成,将石墨表面的锂枝晶转变成光滑致密的金属锂层。金属锂层在石墨电极与GN-SA涂层之间沉积,防止锂枝晶向刺穿隔膜方向生长,提高电池的安全性能。