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隔膜作为锂离子电池的重要组成部分,虽然没有直接参与电池的电化学反应,但是却对电池的安全性能和电化学性能有着重要影响。而目前商业化的聚烯烃隔膜存在着热稳定性低以及对电解液浸润性差这两大缺点。其较差的耐热性,使得电池在过热时,隔膜会发生收缩现象,导致电池短路甚至引发火灾。同时聚烯烃隔膜与电解液的相容性差,进一步会影响电解液的持有率与保有率,从而影响电池大倍率下的充放电性能和循环性能。这就限制了锂离子电池从小型设备向电动车,大型能量存储系统的应用。更进一步的,聚烯烃隔膜必须配合易燃的液态电解液用于锂离子电池,这就对锂离子电池在高温下的使用埋下了安全隐患。因此针对以上问题,本论文以锂离子电池隔膜为研究对象,选取了以下两种途径来改善锂离子电池的安全性能和电化学性能。一,提高隔膜自身的热稳定性。通过静电纺丝法结合热处理后制备得到了纳米二氧化硅修饰的聚酰亚胺纳米纤维膜（PI-SiO2）,同时对PI-SiO2膜进行了微观形貌,孔隙率,电解液浸润性,热稳定性和机械稳定性的测试,进一步考察了PI-SiO2膜用于LiMn2O4/Li电池的电化学性能。研究结果表明:相比较于传统的聚丙烯隔膜,PI-SiO2膜具有互相联通的孔道结构,孔隙率高达90%,因此对电解液表现出极好的浸润性、持有率与保有率;同时PI-SiO2膜的耐热温度可达250℃并且展现出良好的柔韧性。使用PI-SiO2膜的LiMn2O4/Li电池表现出很好的倍率和循环性能。此外,SiO2颗粒的引入能够吸收电解液中的微量杂质,从而减缓了LiMn2O4/Li电池在高温下的容量衰减。二,采用固态聚合物电解质,避免使用液态电解液。我们用溶液浇筑法制备得到了Li7La3Zr1.75Ta0.25O12（LLZTO）纳米颗粒掺杂的PEO（LiClO4）-x LLZTO（x=10 wt%,15 wt%,20 wt%）固态聚合物电解质。探究了掺入不同含量的LLZTO纳米颗粒对PEO（LiClO4）基质结晶程度的影响,考察了PEO（LiClO4）-x LLZTO固态聚合物电解质在不同温度下的离子电导率以及应用于Li FePO4/Li电池中,电池的电化学性能。通过研究结果可知,LLZTO纳米颗粒的引入能够有效抑制PEO（LiClO4）基质的结晶行为,并且当掺入量达到15 wt%时,固态聚合物电解质具有最高的离子电导率和电化学稳定性。使用PEO（LiClO4）-15wt%LLZTO固态聚合物电解质的LiFePO4/Li电池展现出良好的电化学性能。同时从根本上解决了电解液漏液,易燃等安全隐患,确保了电池的使用安全。