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隔膜是电池组成部分中的关键材料之一，其结构和材料性质决定了电池的电化学性能和使用寿命。微孔聚烯烃类商业隔膜具有优异的机械性能和稳定的电化学性能，因而被广泛应用在电池中，但热稳定性差、孔隙率低以及亲液性差等缺陷严重的限制了其发展。因此，开发出一种适用于电池的高性能隔膜材料至关重要。本文利用高效、低成本的静电溶液喷射技术制备了氧化铝（Al2O3）纳米纤维，并通过湿法成网的方法将其与有机纳米纤维（PAN或PI）成功混合以作为电池的复合隔膜，其中，Al2O3纳米纤维作为一种应用广泛的无机纤维，具有突出的耐高温性和亲液性；PAN和PI纳米纤维均具有较高的机械性能和耐热性，可以提高隔膜整体的力学性能。因此，该复合隔膜集无机纤维和有机纤维的特性于一体，表现出优异的物理和电化学性能。具体的研究内容如下：
（1）基于静电溶液喷射技术制备了Al2O3纳米纤维和PAN纳米纤维，并通过湿法成网的方法将两者成功的混合以作为电池用复合隔膜（Al2O3&PAN-NFCM）。采用扫描电镜（SEM）、力学性能测试、热稳定性测试以及交流阻抗图谱和恒流充放电法等表征手段，分析了Al2O3&PAN-NFCM的理化性能。实验表明，当复合隔膜中掺杂30wt%Al2O3纳米纤维（30wt%Al2O3&PAN-NFCM）时，该隔膜的综合性能最佳，与纯PAN和商业隔膜（Al2O3/PP、PP/PE/PP）相比，复合膜的耐热性最优、孔隙率最高、亲液性最好，离子电导率高达1.7×10-3S/cm，作为隔膜应用于锂离子电池中，在0.5C的电流密度下初始比容量高达152.9mAh/g，并且在循环200圈后仍具有83.1%的放电比容量。
（2）基于静电溶液喷射技术制备了Al2O3纳米纤维，采用静电纺丝技术制备了超细PAA纳米纤维，湿法成网之后对其进行了热酰胺化处理，得到Al2O3纳米纤维和PI纳米纤维的复合隔膜（Al2O3&PI-NFCM）。同样，采用（1）中相关表征手段分析了Al2O3&PI-NFCM的理化性能。实验表明，当复合隔膜中掺杂50wt%Al2O3纳米纤维（50wt%Al2O3&PI-NFCM）时，该隔膜的综合性能最佳，与Al2O3/PP和PP/PE/PP相比，该隔膜表现出阻燃性好、孔隙率高、亲液性好等优点，离子电导率高达2.71×10-3S/cm，作为隔膜应用于锂离子电容器中，即使在功率密度高达15kW/kg的情况下，其能量密度也能达到12.5Wh/kg。在0.5A/g的电流密度下，其初始能量密度高达57.3Wh/kg并可稳定循环10000圈。
（1）基于静电溶液喷射技术制备了Al2O3纳米纤维和PAN纳米纤维，并通过湿法成网的方法将两者成功的混合以作为电池用复合隔膜（Al2O3&PAN-NFCM）。采用扫描电镜（SEM）、力学性能测试、热稳定性测试以及交流阻抗图谱和恒流充放电法等表征手段，分析了Al2O3&PAN-NFCM的理化性能。实验表明，当复合隔膜中掺杂30wt%Al2O3纳米纤维（30wt%Al2O3&PAN-NFCM）时，该隔膜的综合性能最佳，与纯PAN和商业隔膜（Al2O3/PP、PP/PE/PP）相比，复合膜的耐热性最优、孔隙率最高、亲液性最好，离子电导率高达1.7×10-3S/cm，作为隔膜应用于锂离子电池中，在0.5C的电流密度下初始比容量高达152.9mAh/g，并且在循环200圈后仍具有83.1%的放电比容量。
（2）基于静电溶液喷射技术制备了Al2O3纳米纤维，采用静电纺丝技术制备了超细PAA纳米纤维，湿法成网之后对其进行了热酰胺化处理，得到Al2O3纳米纤维和PI纳米纤维的复合隔膜（Al2O3&PI-NFCM）。同样，采用（1）中相关表征手段分析了Al2O3&PI-NFCM的理化性能。实验表明，当复合隔膜中掺杂50wt%Al2O3纳米纤维（50wt%Al2O3&PI-NFCM）时，该隔膜的综合性能最佳，与Al2O3/PP和PP/PE/PP相比，该隔膜表现出阻燃性好、孔隙率高、亲液性好等优点，离子电导率高达2.71×10-3S/cm，作为隔膜应用于锂离子电容器中，即使在功率密度高达15kW/kg的情况下，其能量密度也能达到12.5Wh/kg。在0.5A/g的电流密度下，其初始能量密度高达57.3Wh/kg并可稳定循环10000圈。