随着锂离子电池向电动汽车、航空航天、能源储存、大型仪器仪表等动力领域的发展,对电池的综合性能提出了更高的要求。传统聚烯烃隔膜的热稳定性差以及其孔隙率低等缺点日益凸显,成为影响锂离子电池高温安全性能和高倍率放电性能的最主要因素之一,是制约锂离子电池开发和利用的中心环节。从上述实际出发,本课题旨在制备一种具有良好高温稳定性的锂离子电池隔膜,解决传统聚烯烃隔膜电池用于动力设备中的高温安全性问题,同时,从隔膜的制备方法以及基材等方面突破聚烯烃隔膜孔隙率低、离子电导率差等缺陷,提高锂离子电池的综合性能。基于以上考虑,本文利用静电纺丝法制备出一种新型的聚酰亚胺基锂离子电池隔膜,主要应用于动力锂离子电池中,以满足其在高倍率和高温条件下的使用要求。本课题的主要研究内容及结果如下:利用静电纺丝法成功制备出了聚酰亚胺锂离子电池隔膜,研究了前驱液浓度、纺丝电压、纺丝速率、接收距离以及纺丝时间等工艺参数对隔膜微观形貌和性能的影响,并确定出最适宜的纺丝参数:前驱液浓度为25%,纺丝电压为18KV,纺丝速率为0.6m L/h,接收距离为20cm,纺丝时间为5~8min。对所制备的聚酰亚胺隔膜进行各项性能测试,结果表明,隔膜具有较高的孔隙率(>90%),同时具有良好的电解液润湿性能和保持性能;热尺寸稳定性较好,在高达500℃的高温下尺寸未发生明显变化,相较于在150℃下即有约20%收缩率的传统聚乙烯隔膜,具有突出的耐高温性能优势;隔膜的抗拉强度随其酰亚胺化温度的升高经历一个先增大后减小的变化过程,经300℃酰亚胺化处理的隔膜具有最好的抗拉强度,为10.99MPa。利用聚酰亚胺纺丝隔膜组装成的动力锂离子电池相较于传统聚乙烯隔膜电池表现出优异的电化学性能,在高倍率放电的条件下,聚酰亚胺隔膜在高达28.8C倍率下仍保持33.6%的放电率,而聚乙烯隔膜在16C放电时放电率仅为8.48%;同时,聚酰亚胺隔膜具有良好的储存性能,且经28天常温储存和7天60℃高温储存后仍保持较好的循环性能。