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电动汽车、便携式电子设备的普及和储能设备的扩大,使锂离子电池作为一种安全、高能量密度的轻便储能设备得到迅速发展。隔膜作为锂离子电池的重要组成,起着阻隔正负极和传输锂离子的重要作用。其中凝胶聚合物电解质隔膜因具备较高的室温离子电导率和良好的稳定性,被视为一种有前景的电池隔膜。本论文用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVdF-HFP)同亲电解液的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯单体(PEGMEMEA)和笼型倍半硅氧烷(OVPOSS)复配,通过自由基聚合方法使OVPOSS和PEGMEMA聚合成交联物,制得一种PVdF-HFP/交联PEGMEMA共混膜(以下简称Pristine);为了进一步提高交联凝胶聚合物隔膜的机械性能、吸液性、稳定性和电化学性能,采用致孔剂和无纺布对其改性。本论文主要研究内容分为以下三个部分:(1)将PVdF-HFP、OVPOSS、PEGMEMA、致孔剂溶解在混合溶剂中,经涂布、紫外光引发自由聚合制备了微孔凝胶聚合物膜,致孔剂分别采用PEG400、PVP、Urea和LiCl。通过扫描电子显微镜(SEM)、孔隙率测试、拉伸测试对隔膜孔结构和强度进行表征,测试结果表明:未添加致孔剂的隔膜强度可以达到7.0MPa,但孔隙率和吸液率较低;以PEG400为致孔剂的隔膜(以下简称PPFA)具有丰富均匀的微孔结构,孔隙率和吸液率分别达到了 47%和156 wt%,并仍有较高的拉伸强度(5.9 MPa)。采用电化学工作站和蓝电电池测试系统对该膜进行离子电导率和电化学性能的测试,结果表明PPFA膜室温离子电导率达到了 1.22 mS cm-1,其组装的电池充放电效率在99%以上,相比其他膜,拥有更高的放电比容量和更好的倍率放电性能。(2)在上述研究的基础上,我们采用不同分子量的聚乙二醇致孔剂制膜,研究其对隔膜孔结构和性能的影响。测试结果表明:采用致孔剂的膜孔隙率和吸液率均有不同程度的提高,其中以PEG4000为致孔剂的隔膜(以下简称PPFA4T)表现出了最好的电解液吸收和储存能力,膜孔径集中在0.2～0.4 μm,孔径分布最窄,且有较高的拉伸强度;PPFA4T组装的半电池具有较高的离子电导率和界面稳定性,0.5 C/0.5 C的充放电条件下放电比容量高达146 mAh g-1,具有良好的循环稳定性;在倍率充放电测试中,其表现出了最好的容量保持能力。(3)为了进一步提高PVdF-HFP/交联PEGMEMA共混膜(Pristine膜)的力学强度和电化学性能,我们采用纤维素无纺布对其增强制得复合膜(CMs),并用PEG4000致孔剂调节CMs的微孔结构,制得多孔复合膜(PCMs)。实验结果表明:CMs膜拉伸强度高达10.6 MPa,在150 ℃下仍可以保证良好的尺寸稳定;PCMs膜拉伸强度达到9.5 Mpa,其组装的锂离子电池拥有最好的循环和倍率放电性能,在0.5 C/0.5C的充放电条件下能够稳定循环,最高放电比容量可达到145mAh g-1。综上所述,经纤维素无纺布增强、PEG4000致孔剂改性的PVdF-HFP/交联PEGMEMA膜的机械性能、离子电导率和孔隙率均得到明显的提高。