锂电池作为一种绿色环保能源,是克服能量存储问题的一种有效策略,受到了越来越多的关注。隔膜作为电池的重要组成部分,主要起到隔开正负极,避免电池短路的作用。目前商业用锂电池隔膜仍以聚烯烃微孔膜为主,但此类隔膜的电解液浸润性差,孔隙率低,并且热尺寸稳定性差,极易引起电池短路甚至爆炸,已经无法满足高性能安全锂电池的要求。因此开发具有高孔隙率、优良电解液浸润性以及高温稳定性的新型电池隔膜成为近年来电池领域的研究热点。电纺聚酰亚胺纳米纤维膜凭借其优异的耐高温性,高孔隙率和亲液性等优势,已成为当下最具研究潜力的新型锂电隔膜。但由于力学强度较低,自放电严重,阻碍了其进一步发展。因此,为了改善这类问题,更好的提升电化学性能,本课题主要进行两个方面的工作:(1)通过在聚酰胺酸纺丝液中添加氯丙基倍半硅氧烷纳米颗粒(OCP-POSS)得到聚酰胺酸/OCP-POSS前驱液,之后经过静电纺丝和亚胺化工艺成功制备PI/OCP-POSS锂离子电池用复合隔膜。通过不同表征手段,如SEM(扫描电镜)、热稳定性测试、强力测试、接触角测试等分析不同OCP-POSS添加量对纳米纤维膜物理化学性能的影响。与此同时,进行了相关电化学测试,分析了不同含量的纳米颗粒对锂离子电池综合性能的影响。结果表明,OCP-POSS质量分数为3.5%时,纤维直径最小(140.4 nm),纤维膜的强度达到最大(19.67 MPa)。同时电化学测试表明,其具有最高的初始放电比容量(168.4 mAh g-1),容量保持率达到91.96%,表现出了优异的电化学性能。(2)基于静电纺丝技术,在电纺聚酰胺酸膜阶段先经过一道热压工艺,再亚胺化处理成功制备出一种锂硫电池用聚酰亚胺纳米纤维隔膜。各项测试表明,该隔膜具有突出的热稳定性,优异的力学性能和良好的吸收和储存电解液的能力。重要的是,相互连接的紧密微孔结构和聚酰亚胺大分子内部丰富的极性官能团可以有效抑制多硫化物中间产物在电解液中的扩散和损失。在0.5 C倍率下的循环测试中,该隔膜在循环200圈后的放电比容量保留为680 mAh g-1,容量衰减率仅为0.08%,这表明经过特殊热压处理的电纺PI隔膜具有良好的循环稳定性,在锂硫电池领域具有十分广阔的应用前景。