锂离子电池（LIB）因自放电率低且能量密度高,已广泛应用于手机、笔记本电脑以及电动汽车等各种电子/电动产品。锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。作为重要的安全部件,隔膜为锂离子在正负极嵌入脱出和电解液中迁移提供了通道,也在隔开正极和负极从而避免电池内部短路方面起着关键作用。当前,商用锂离子电池大多以聚烯烃微孔膜作为隔膜。然而,聚烯烃微孔膜的孔隙率低,对电解质的润湿性差,热稳定性差,难以满足高性能和高安全性的动力锂离子电池的要求。因此,开发高孔隙率、高电解液亲和性和高热稳定性的新型隔膜对于高性能锂离子电池的广泛应用具有重要的意义和价值。本文以聚酰亚胺（PI）为主要材料,基于静电纺丝法制备了具有高孔隙率、高吸液率以及较好电解液亲和性的聚酰亚胺隔膜,并针对其力学强度和电化学性能进行了进一步改性优化。主要研究内容如下:1、通过两步法,以均苯四甲酸酐（PMDA）和4,4’-二氨基二苯醚（ODA）作为单体,基于静电纺丝法制备了PI纳米纤维膜。分析了不同的热酰亚胺化温度对材料形貌、结构和性能的影响。以此为隔膜组装了扣式LiCoO2||Li半电池,其电化学循环和倍率性能测试结果表明,当热酰亚胺化温度为350时,隔膜具有较好的电化学性能:电池在1 C倍率下进行290次循环后仍保留有约89%的放电容量,在6 C的大电流速率下仍具有60%的容量保持率。2、为了改善PI纳米纤维膜的力学性能,使用聚丙烯酸锂（PAALi）为粘结剂,通过浸渍法制备了具有微粘合结构的PI多孔膜。研究了粘结剂的浓度对材料机械强度和电化学性能的影响。结果表明,5.0%的粘结剂浓度可以使得隔膜的力学强度由5.0 MPa增大至16.1MPa,采用该隔膜的电池的锂离子迁移数由0.45提升至0.67,LiCoO2||Li半电池的倍率性能得到进一步提升。3、为了进一步提升电池的安全性能和电化学性能,尝试在PI前驱液聚酰胺酸（PAA）合成过程中引入二氧化钛（TiO2）纳米颗粒,通过调控该纳米颗粒的添加量制备了球-丝状纤维构成的TiO2@PI复合膜。实验结果表明TiO2@PI复合膜具有较好的阻燃性,且对称Li||Li扣式电池的恒电流循环测试结果显示,复合隔膜可能对锂枝晶有一定的抑制作用,从而大大提高了LiCoO2||Li半电池2 C条件下的循环性能,250次循环后的容量保持率仍超过80%。这可能归功于TiO2和锂枝晶之间的反应,以及特殊的球-丝状结构对锂枝晶的抑制作用。