作为锂离子电池重要组成部分的隔膜目前主要采用Celgard PP隔膜，但受其材料本身特性限制，极大的限制了电池性能的提高，更是对电池的安全性有一定的影响。静电纺丝方法制备的纳米纤维薄膜具有高的孔隙率和离子电导率，可以用于制备高性能隔膜，在锂离子电池领域有良好的应用前景。聚偏氟乙烯（PVDF）具有良好的化学稳定性及电化学稳定性，对有机电解液浸润性能优异，是制备电纺隔膜的常用材料。但是，电纺PVDF隔膜的纤维之间结合力较弱，力学性能较差，不能满足电池封装的要求，其应用因此受到很大限制。本文首先探索了溶剂、溶液浓度、纺丝电压对电纺PVDF隔膜的影响，验证了电纺PVDF的可行性，得出此体系的最佳纺丝工艺条件为，DMAc/丙酮=（3:7wt/wt），PVDF溶液浓度为7wt.%，纺丝电压20kV。但电纺PVDF隔膜的力学性能较差，在电池封装过程中容易变形破裂，很大程度上限制了其应用。因此，选择添加无机组分对纺丝液进行改性。采用直接电纺PVDF溶液与SiO₂溶胶混合液的方式制备PVDF/SiO₂复合隔膜，其不仅孔隙率高、吸液率高，更是具有优异的热稳定性，大大提高了电池的安全性。与Celgard2400PP隔膜相比，本文制备的（9:1）复合隔膜离子电导率高达7.47×10^-3S cm^-1，与电极片之间的界面电阻更小。采用所制备的复合隔膜组装成的电池充放电稳定性更高，放电比容量高达159mAh/g，倍率放电性能和充放电循环性能也非常优异，50次循环后容量保持率接近100%。在PVDF/SiO₂复合隔膜的基础上进一步提高复合隔膜力学性能，增强其实际应用性，我们采用热塑性聚氨酯（TPU）对PVDF/SiO₂体系增强增韧改性，成功制备了PVDF/SiO₂/TPU三组分复合隔膜，测试表明，其不仅纤维形貌更加规整、孔隙率、吸液率得到了较好的保持，而且拉伸强度提高了43%、断裂伸长率提高了261%，复合隔膜力学性能得到明显改善。电池测试表明，采用TPU改性后的复合隔膜组装的电池相比改性前，电池内部极化减小，充放电电压平台更加稳定，表现出更高的放电比容量且充放电循环性能也非常优异。