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锂离子电池隔膜是电池中关键的内层组件之一,决定了电池的容量、循环及电池寿命等性能。目前市场上的锂离子电池隔膜多采用聚烯烃类微孔薄膜,虽然其机械性能好,但孔隙率低、吸液率低、热稳定性差。聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜因其高孔隙率和吸液率成为研究热点,但其机械强度差、熔点低、易变形。基于这两大类隔膜的缺陷,大部分的研究都集中以聚烯烃膜或PVDF微孔膜为基材,将无机颗粒（Al2O3、Si O2、ZrO2等）与基膜复合。但这种方法工艺复杂、成本高。因此,本文提出并实施了一种新颖的无机纤维非织造结构制备锂离子电池隔膜的工艺。研究了相转化法PVDF聚合物微孔膜原材料的选择,PVDF-HFP/ZrO2纤维膜的制备及性能研究,以及隔膜的电化学性能评价与测试,并且与商业隔膜Celgard2400及用相同工艺制备的75%PVDF-HFP/ZrO2粉末膜进行了对比,得出下列结论:（1）研究不同浓度下PVDF均聚物和PVDF共聚物（PVDF-HFP）对微孔膜的结构与性能影响。结果表明,两者在一定范围内随聚合物浓度的增加,机械强度增大,孔径减少,孔隙率减小,吸液率减少。PVDF-HFP的机械强度、孔隙率、吸液率均优于PVDF均聚物。（2）制备PVDF-HFP/ZrO2微孔膜,研究发现,无论氧化锆是以纤维还是粉末的形态,都能够均匀的分散在PVDF-HFP微孔膜中。随着纤维比例的增加,微孔膜断裂强力不断增大,且薄膜经过电解液浸润后的湿态力学性能优于干态。（3）与Celgard2400相比,PVDF-HFP/ZrO2纤维膜具有优异的电解液润湿性和热稳定性。75%ZrO2纤维膜的浸液高度约为Celgard2400的4倍;电解液滴在纤维膜表面迅速扩散完全铺展,在Celgard2400表面几乎成球状;纤维膜的质量在450℃无明显变化,而Celgard2400在400℃开始急剧分解,在495℃时几乎完全分解;75%纤维膜在高温烘箱中纵横向没有收缩现象,Celgard2400在160℃横向开始收缩,在170℃急剧收缩。纤维膜在明火中燃烧表现出良好的阻燃性,Celgard2400碰触到明火迅速收缩成球状。与75%PVDF-HFP/ZrO2粉末微孔膜相比,75%PVDF-HFP/ZrO2纤维微孔膜表现出优良的力学性能和结构稳定性。75%PVDF-HFP/ZrO2纤维膜的断裂强力远高于5%粉末膜,且粉末膜表面存在粉末易散落的现象。无论是在电解液中还是在明火中,纤维能够为微孔膜提供良好的结构稳定性,相反,粉末膜在电解液中易卷曲,明火中易散落失去稳定结构。（4）PVDF-HFP/ZrO2膜的界面阻值均小于Celgard2400。随着微孔膜中纤维比例的增加,电池的界面阻抗逐渐减小,离子电导率逐渐增大。在0.2C下充放电循环50次后,75%ZrO2纤维膜组装的电池容量保持率（93%）比Celgard2400高3%,比75%ZrO2粉末膜高出45%。在倍率性能中,75%ZrO2粉末膜电池在8C时的容量保持率仅在24%,远低与Celgard2400（35%）和75%ZrO2纤维膜（38%）。75%纤维膜具有最大的能量密度,说明纤维对于维持微孔膜的结构形态具有重要作用。（5）PVDF-HFP/ZrO2纤维膜和Celgard2400组装成电池在60℃下的首次充放电曲线、循环性能和倍率性能均无明显差异,而75%ZrO2粉末膜组装的电池在60℃循环性能和倍率性能均比常温下略差,进一步证明了氧化锆以纤维的形式添加更加有利于高温化学性能稳定性。用Celgard2400组装的电池在140℃下的OCV不到10分钟电压迅速降到2.39V,在经过210分钟后开路电压仅由0.26V。75%ZrO2粉末膜和75%ZrO2纤维膜组装的电池在整个测试时间保持原有的开路电压。综上,无机纤维非织造骨架的锂离子电池隔膜制备方法有潜力成为锂离子电池隔膜制备的重要工艺。