锂离子电池作为兼具高能量密度与高功率密度的能量存储器件,已广泛应用于便携式电子产品、电动交通设施等设备中。然而,商业锂离子电池处于高温环境（>55°C）时,聚烯烃隔膜的热收缩引发的内短路易使电池发生热失控,且传统电极中粘结剂的失效也会使电极材料脱落,导致电池的严重安全事故,无法满足航空航天、石油工业等领域在高温环境的应用需求。为了实现锂离子电池在高温环境下的应用,亟需设计制备安全稳定的锂离子电池隔膜与电极。本文从材料设计合成与纳米组装角度出发,选择静电纺丝法结合热处理制备高温稳定的羟基磷灰石（HAP）纤维无机材料,探究了HAP纤维的成膜性,并进一步制备得到高温稳定隔膜与自支撑电极,实现了隔膜与电极在高温锂离子电池中的应用与电化学性能的提升,保证了锂离子电池在高温条件下的安全性与稳定性。主要研究内容及结果如下:（1）采用静电纺丝技术制备HAP纤维,并通过纳米组装制备其复合膜。探究了前驱体钙源与磷源的选择、溶剂、聚合物种类及浓度等参数对前驱体形貌的影响规律,可控制备了形貌均匀的HAP纤维前驱体。研究发现,提高纤维前驱体的热处理温度,有利于促进HAP纤维的形成与提升产物结晶度。通过引入细菌纤维素作为增强相,可经过真空抽滤过程制得HAP纤维基复合膜。进一步探究HAP纤维前驱体的热处理温度与组装比例的变化对膜材料孔隙率、吸液率、离子电导率等物化性能的影响发现,700°C热处理条件下制备的HAP纤维,与细菌纤维素以4:1的质量比组装得到的复合膜具有最优异的综合物化性能。该复合膜的孔隙率与吸液率分别为63%与128%,离子电导率可达0.80 mS cm-1,承受拉伸应力达15.8 MPa,展现出在锂离子电池中的良好应用前景。（2）HAP纤维基复合膜作为隔膜,能够浸润高温稳定离子液体电解液,实现高温条件下锂离子电池的稳定工作,解决了商业化隔膜的高温热收缩问题。将HAP纤维基复合膜应用于锂离子电池中时,隔膜在200°C条件下仍具有良好的尺寸稳定性,且对不同类型电解液均表现出良好的浸润性与离子电导率。常温条件下,HAP纤维基隔膜组装得到的LiFePO4/Li半电池表现出优异的倍率性能,在8 C倍率下仍有80 mAh g-1的比容量。同时,隔膜表面的丰富极性基团与大比表面积使其对高温稳定离子液体电解液表现出良好的浸润性,测得接触角仅为18°,组装得到的LiFePO4/Li半电池能够在80°C环境下以140 mAh g-1的比容量稳定循环。此外,该隔膜能够在酸性溶液中快速降解,有利于实现未来隔膜及储能器件的可持续发展。（3）设计并应用HAP纤维基隔膜,提升了LiMn2O4正极在高温条件下的循环稳定性。基于HAP的吸附特性,通过离子吸附实验验证了其对锰离子的吸附能力。随后,将HAP纤维基隔膜应用于以LiMn2O4为正极的锂离子电池中,在高温条件下（55°C）,该隔膜能够吸附溶解在电解液中的锰离子,防止其扩散至负极破坏固体电解质界面（SEI）膜,且HAP纤维能够消除电解液中的痕量HF,防止其破坏LiMn2O4的晶体结构。HAP纤维基隔膜具有的离子吸附与去除强酸的双重功能,使组装得到的LiMn2O4/Li半电池展现出良好的高温循环稳定性,在高温条件下（55°C）循环100次后,仍具有～60 mAh g-1的比容量,提升了电池在高温条件下的安全性与稳定性。此外,该隔膜的双功能特性也为提升其他正极材料的高温循环性能提供了新思路。（4）采用真空抽滤法制备了以HAP纤维为骨架的LiFePO4与Li4Ti5O12自支撑电极,解决了高温条件下涂覆电极中粘结剂高温失效导致活性材料脱落的安全问题,提升了电极整体的质量比容量。由于各组分的稳定性与电极内部的多孔结构,制得的LiFePO4与Li4Ti5O12自支撑电极表现出优异的热稳定性与电解液浸润性,良好的电子与离子传输通道使自支撑电极在常温条件下表现出良好的循环稳定性与倍率性能。在同等载量条件下,自支撑电极的质量比容量是对应涂布电极的1.5倍以上。同时,自支撑电极能够在高温条件下实现可逆储锂,循环过程中无明显容量衰减。在55°C条件下,自支撑电极在离子液体电解液中以1 C倍率循环的比容量分别为～170 mAh g-1（LiFePO4）与～130mAh g-1(Li4Ti5O12)。组装得到的HAP纤维骨架全电池能够实现在100°C条件下正常工作。以HAP纤维为骨架构建的全电池在55°C条件下循环100次后,容量保持率可达到87%。