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在以聚酰亞胺溶液對熱尺寸穩定性較差的隔膜進行表面改性時，聚酰亞胺與這類隔膜的復合方式包括涂覆、靜電紡絲等。

聚酰亞胺的引入形式可以是聚酰胺酸或聚酰亞胺，因聚酰亞胺需要在高溫下進行亞胺化，故其引入方式需依據所復合的隔膜的熱穩定性而定。

胡旭堯等將自制的聚酰亞胺溶于N-甲基吡咯烷酮中，并加入納米SiO2粒子后得到聚酰亞胺涂層液，將涂層液涂覆于PP隔膜兩側制備了納米SiO2/聚酰亞胺涂層改性聚丙烯隔膜。經聚酰亞胺涂層改性的PP隔膜在150℃下熱收縮率由原來的27%降低至1.8%，尺寸穩定性得到明顯改善，提高了電池的使用安全性；且該膜在同樣的充放電條件下，其放電比容也由原來的138mAh/g提高至140mAh/g。

黃水壽等將制備的聚酰亞胺酸溶液進行靜電紡絲，以熔點高的PET無紡布作為基底，zui后在220～250℃下保溫1～3h，制備了PI/PET復合膜。該復合膜具有機械強度高、孔隙率高、吸液保液能力強、熱穩定性好的特點。

吳術球等將制備的PI溶于DMAc后，以單向拉伸的聚丙烯隔膜為接收基質，并使聚丙烯隔膜的橫向方向與轉筒的旋轉方向一致，用靜電紡絲的方式制備了PI/PP復合隔膜，提高了單向拉伸PP隔膜的橫向拉伸強度及整體的穿刺強度，提高了聚丙烯隔膜的熱穩定性和安全性。

該方法可以提高傳統隔膜的熱穩定性，但增加了隔膜的厚度，隔膜厚度的增加會影響電池的充放電倍率和循環性能。