锂离子电池因其高能量密度、高工作电压、长循环寿命和低自放电率等优点成为目前应用最广泛的能源电池之一,而电池隔膜作为锂离子电池中的重要组件,对于电池的安全性、循环寿命、能量密度和功率密度等均有较大影响,因此高性能电池隔膜的设计开发成为了当前的研究热点。静电纺纳米纤维膜由于其较高的孔隙率、大的比表面积和独特的孔结构,能够吸收大量的液体电解质并提供有效的导电通道,作为锂离子电池隔膜得到了广泛的研究。但传统单针头静电纺丝技术制备效率低,且收集到的纤维杂乱排列,具有各向同性、力学性能较差等缺陷,从而限制了静电纺纳米纤维膜在锂离子电池隔膜中的实际应用。本文在漏斗式喷气静电纺丝装置（FAJE）基础上,提出了一种改进的漏斗式喷气静电纺丝装置（IFAJE）来获得更高产量和质量的有序纳米纤维,并通过理论分析和实验测试相结合的方法研究了 IFAJE批量制备聚丙烯腈（PAN）纳米纤维的纺丝机理和效果,同时探究了 IFAJE装置的最佳纺丝参数,获得了高质量的有序纳米纤维膜。在此基础上,将由最佳纺丝参数获得的有序PAN基纳米纤维膜应用于锂离子电池隔膜,并对其进行热稳定性、电解液亲和性以及相关电化学性能等测试,探究其作为锂离子电池隔膜的优势。具体内容如下:（1）采用Ansoft Maxwell 3D软件分别对FAJE和IFAJE两种装置纺丝过程中的电场分布进行数值模拟,比较和研究了它们的纺丝机理,同时实验研究了这两种纺丝装置批量制备有序PAN纳米纤维的纺丝效果,以验证数值模拟结果的正确性,并在此基础上探究了 IFAJE装置的最佳纺丝参数,以获得高质量高产量的有序纳米纤维膜。结果表明:由于IFAJE装置充分利用了“尖端放电”效应,其电场分布具有电场方向更有序、电场分布更均匀、电场强度更大等优点,使其可以制备出更高质量、产量和有序的纳米纤维膜,且实验结果与模拟结果相一致。同时,探究发现纺丝溶液PAN相对浓度为11wt%,纺丝电压为45kV,16cm直径滚筒转速为400r/min时,纺丝效果最佳,且获得的有序纳米纤维质量最高,产量也较高。（2）将IFAJE装置在最优参数条件下批量制备的有序PAN纳米纤维膜的形貌、结构和性能进行了表征和测试,然后将有序PAN纳米纤维膜作为锂离子电池隔膜进行了热稳定性、电解液亲和性以及相关电化学性能等测试,并以无序PAN纳米纤维膜和商用PP膜作为对照,探究了其作为锂离子电池隔膜的优势。结果表明:有序PAN膜的力学性能、孔隙率、电解液亲和性、离子电导率和锂离子迁移率、电压稳定性等均优于无序PAN膜,且两种PAN膜的孔隙率、热稳定性、电解液亲和性和相关电化学性能均优于PP膜,因此有序PAN隔膜组装的锂离子电池具有相对最优异的倍率和循环性能。（3）采用IFAJE装置批量制备了具有不同PAN和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）配比的有序PAN/PMMA纳米纤维膜（PAN:PMMA=6:4、7:3、8:2和9:1）,并确定了最优配比为7:3。在此基础上,批量制备了有序PAN/PMMA/单壁碳纳米管（SWCNTs）复合纳米纤维膜,并将其与PP膜复合制成双层隔膜（PAN/PMMA/SWCNTs//PP）应用于锂离子电池,探究了其作为锂离子电池隔膜的优势。结果表明:PAN/PMMA膜的力学性能较PAN膜有所提升,但其热稳定性较差,导致其电化学性能不稳定,影响由其作为电池隔膜组装的锂离子电池的电化学性能。而在此基础上制备的有序PAN/PMMA/SWCNTs膜,虽然提高了隔膜的热稳定性、力学性能、孔隙率、电解液亲和性和相关电化学性能,但由于其具有一定的导电性,无法单独作为电池隔膜,故将其与PP膜叠加获得PAN/PMMA/SWCNTs//PP,以其作为电池隔膜组装的电池表现出更好的电化学稳定性、倍率和循环性能,说明PAN/PMMA/SWCNTs//PP是一种富有潜力的高性能锂离子电池隔膜。