锂离子电池由于其优异的综合性能而被广泛应用于电子产品、电动汽车和储能电站中。隔膜作为锂离子电池重要组分之一,在电池中起到隔离正负极并为锂离子传输提供通道的作用。隔膜虽然不参与电池内部反应,但其结构和性能却对电池的性能影响很大。目前使用最广泛的隔膜为聚烯烃隔膜,这些隔膜虽然综合性能较为优异,但其较差的热稳定性以及与电解液不理想的浸润性制约了锂离子电池电化学性能的发挥和安全性能的提升。因此,如何从隔膜的角度提高锂离子电池的性能成为当前锂离子电池研究的热点。本论文针对聚烯烃隔膜存在的缺点,通过在商品聚乙烯（PE）隔膜和无纺布的表面复合无机粒子制备高安全性的无机复合隔膜,从隔膜的角度提高锂离子电池的电化学性能和安全性,主要包括以下内容:1、通过比较氧化铝（Al₂O₃）和勃姆石（AlOOH）两种无机粒子,发现AlOOH具有更好的干燥性和更低的密度,相比于Al₂O₃,AlOOH更适合用于聚烯烃隔膜的复合。因此在论文第一部分工作中,选用AlOOH对商品PE隔膜进行表面复合并对复合后隔膜（APE隔膜）的性能进行研究。研究结果表明:AlOOH的表面复合有效地提高了APE隔膜在高温下的热稳定性和与电解液的浸润性,APE隔膜的离子电导率和电化学稳定性相比于原始PE隔膜也有所提高。使用APE隔膜组装的电池在循环和倍率性能上都得到了一定的提升。2、在论文第二部分工作中,选用孔隙率高且热稳定性优异的聚酰亚胺（PI）无纺布代替PE隔膜作为基体,通过在PI无纺布表面复合AlOOH制备复合隔膜（API隔膜）并对其性能进行研究。研究结果表明:AlOOH的表面复合可以有效遮挡PI无纺布表面存在的大孔,改善PI无纺布表面的孔径分布。其次,AlOOH在PI无纺布表面的复合可以进一步提高隔膜与电解液的浸润性、离子电导率、与金属锂电极间的兼容性以及电化学稳定性。使用API隔膜组装的电池在1C下循环50圈后容量保持率高达92.8%,在8C下的放电容量仍有137 mAh/g,表现出优异的电化学性能。最后,AlOOH高温下吸热分解的性质可以在电解液燃烧时将温度迅速地降至燃点以下,从而大大提高电池的安全性。3、在论文第三部分工作中,为降低成本和环境污染,改用成本低廉且绿色环保的纤维纸无纺布代替PI无纺布作为复合隔膜的基体,通过喷涂法在纤维纸无纺布的表面复合Al₂O₃制备纸基复合隔膜（PIC隔膜）并对其性能进行研究。研究结果表明:Al₂O₃无机粒子的复合有效消除了纤维纸表面存在的超大孔隙,同时可以遮盖纸纤维结构中的-OH官能团,提高电池的工作稳定性、电化学稳定性和首圈库仑效率。此外得益于纤维纸自身的高孔隙率和高吸液性,PIC隔膜表现出优异的电解液浸润性和极高的离子电导率。使用PIC隔膜组装的电池在0.5C循环中,每圈的放电容量要比相同圈数下PE隔膜组装的电池高出6¹5 mAh/g,在倍率上也表现出比PE隔膜组装的电池更优异的性能。穿刺实验表明,使用PIC隔膜组装的软包全电池在铁钉穿刺的情况下没有燃烧和冒烟发生,电压仍能保持在较高水平,表现出优异的安全性。