锂离子电池具有高能量密度、无记忆效应、循环寿命长、对环境友好等优点而被广泛地使用。隔膜作为锂离子电池的核心材料之一，直接影响着电池的能量密度、功率密度、循环寿命和安全性。聚乙烯微孔膜的强度好，能耐电解液腐蚀，无毒、价廉，在高温时能热闭合，成为主要的商品化隔膜。聚乙烯微孔膜通常采用湿法（热致相分离法，TIPS）工艺来制备，可以形成近似于圆形的纳米级孔。微孔的一致性对于电池的性能有很大的影响，孔过大会加快电池的自放电过程，孔的大小不均匀会使电流密度不均，从而降低电池的电压一致性。因此，向聚合物/稀释剂体系中添加能改善微孔结构的成核剂的研究具有重要的意义。聚乙烯微孔膜在温度接近其熔点时能发生微孔闭合的现象，可以防止进一步的温升，不会达到锂的熔点或有机电解液的着火点以确保电池的安全。但闭孔的同时隔膜在尺寸上也有较大的收缩。隔膜的收缩和熔融都会导致电极的直接接触，使正、负极材料之间发生化学反应，产生大量的热量以致电池过热。因此，如何降低隔膜材料的闭孔温度，并提高其熔断温度，减小热收缩率，是提高电池安全性的关键问题。另外，由于非极性的聚乙烯微孔膜具有疏水的表面和较低的表面能，对极性的有机电解液的亲和性较差，吸收和保持电解液的能力不佳。因此，对隔膜表面的亲水改性处理也成为提高隔膜应用性能的有效途径之一。综合以上分析，确定本论文的研究内容如下：1、概述了锂离子电池隔膜的研究现状，并据此提出了本论文的研究方向和研究内容。2、以热致相分离法制备聚乙烯微孔膜。首先优化了聚乙烯和稀释剂液体石蜡的比例，然后在最佳比例条件下添加成核剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）来调控微孔结构。利用扫描电镜（SEM）、差示扫描量热（DSC）、电化学工作站及电池测试系统等研究了隔膜的形貌、孔隙率、吸液率、水通量、结晶度、离子电导率和循环性能。结果表明，当PVP的添加量为2.0%时，微孔膜的孔隙率和吸液率分别提高了6.32%和40.87%。3、针对单层聚乙烯隔膜在110℃时或更高的温度会变软甚至发生较大收缩的缺点，采用热致相分离法制备了聚乙烯/聚丙烯共混单层膜来改善热收缩的问题。系统地分析了聚乙烯和聚丙烯的共混比例对成孔结构、孔隙率、吸液率、结晶度、热收缩、离子电导率和循环性能的影响。结果表明，聚乙烯聚丙烯共混不仅改善了热收缩性，而且进一步提高了微孔膜的性能，当聚合物的浓度为30%，HDPE与iPP质量比为90：10时，孔隙率达到49.97%，吸液率为175.0%，室温离子电导率为6.11×10-4S·cm-1，纵、横向收缩率相对于纯的PE膜降低了1%~1.6%。4、针对聚乙烯隔膜对电解液润湿性差，吸液性不佳，高温热收缩大的问题，采用PVDF和Al2O3作为涂层物，涂覆在聚乙烯隔膜表面制备复合膜，用相转化的方法使涂层成膜。通过在涂覆前对基底聚乙烯隔膜进行氧化预处理，有效提高了涂层与隔膜的结合强度。系统地研究了涂层溶液浓度和相转化条件对隔膜材料的润湿能力、吸液能力、热稳定性及电性能的影响。结果表明，当涂层溶液浓度为15%，nano-Al2O3含量为30wt%时，复合膜的孔隙率为37.21%，相对于没有涂层的隔膜，吸液率增加了211.5%，水接触角降低了41.3°，对电解液的润湿能力和吸液能力比未涂覆的聚乙烯隔膜有了显著的提高。