与其它类型的可充电电池相比,锂离子电池(LIBs)具有电压高、比能量高、寿命长、无记忆效应、环境友好、充电速度快、自放电率低等优势,对它的研究与开发应用国内外皆十分活跃,目前已然成为最受关注、产量最高的消费类电池品种。由于锂离子电池高容量、大功率的特点,被认为是交通工具的动力储能电池的最理想之选、最具潜能的一个类型。二十一世纪以来,在全球环境和能源问题频发的情况下,锂离子电池作为一类重要的化学电池,由普遍的手机、数码相机、笔记本电脑及其它便捷型电子设备和电器所用电池向航空航天、军事国防领域和交通工具所用电池发展是时代的必然趋势。锂离子电池的发展方向主要是低成本、轻质小型、高性能、长寿命、大功率、高安全、绿化环保,目前正值锂离子电池发展的关键时期,对电极材料和电解液的研究不断地深入拓展,而电池隔膜虽不参与电池中的电化学反应,但作为有着避免正负电极接触、持有电解液、允许锂离子通过这三个重要作用的组成部分,其性能也会对锂离子电池的电化学表现产生很大影响,对电池隔膜进行研究开发、提高隔膜性能也将是未来锂离子电池发展的一个重要部分。目前商品化的锂离子电池隔膜仍主要为聚烯烃微孔膜,其具有厚度薄、力学性能好、耐腐蚀等优点,但由于聚烯烃本身的物理化学性质和生产工艺的限制,其耐热性差、与极性电解液的亲和性差及孔隙率低等缺点也不容小视,尤其是热尺寸稳定性差的严重安全隐患更是值得重视。为找到适合于应用在汽车动力锂离子电池中的电池隔膜,许多研究者开始关注无纺布隔膜和无机物增强的聚合物基隔膜。聚酰亚胺(polyimide/PI)是一种新型的高性能特种工程塑料,其具有极耐高低温、优良的介电性能、机械强度高、热膨胀系数低、稳定的耐化学药品性、优异的耐辐照性能等突出优点,静电纺丝制备的聚酰亚胺纳米纤维膜更是具有纳米尺度材料特有的优点,因此将其作为锂离子电池隔膜,将具有更高的耐热性、吸液率、孔隙率以及离子电导率,是一种在隔膜应用方面具有极大潜力的新型材料。但是,静电纺丝法制备的纳米纤维膜内部纤维结构松散,孔隙率将近90%,因而力学性能较差,仅仅不足1OMpa,远远达不到电池隔膜对机械强度的性能要求。为了提高静电纺丝法制备的聚酰亚胺纳米纤维膜的力学强度,本文采用了同步水解-交联法,利用酸的刻蚀和催化水解作用,在纤维膜内部引入交联形貌的同时在纤维表面复合了二氧化硅,成功地制得了具有交联形貌的二氧化硅/聚酰亚胺复合纳米纤维膜。该纤维膜的力学强度和对极性溶剂的润湿性均得到了很大的提高,拉伸强度从原来的6.24MPa提高到了 80.0MPa,且玻璃化转变温度、热化学稳定性和热尺寸稳定性仍然保持在很高的程度,并且吸液率、孔隙率、离子电导率均比Celgard2400隔膜更优,能够满足作为隔膜使用的性能要求。作为锂离子电池应用时,具有交联形貌的二氧化硅/聚酰亚胺复合隔膜表现出了良好的充放电性能、较大的放电比容量以及多次循环后的放电比容量保持率,5C的大倍率放电时放电比容量仍保持80%以上,远远优于Celgard隔膜。因此,采用同步水解-交联法制备的具有交联形貌的Si02/PI复合纳米纤维膜是有潜力成为下一代锂离子电池隔膜的新材料。