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本申请提供了一种复合隔膜及其制备方法和应用,复合隔膜的制备方法包括:(1)将含氟聚合物、吸附材料和疏水单体混合后加热,得到混合颗粒料;(2)将混合颗粒料经过多次层压后辊压制成薄膜;(3)将薄膜与含有引发剂的萃取剂混合,进行萃取造孔、高温烘烤,得到所述复合隔膜。本申请复合隔膜的制备方法,其通过将含氟聚合物、吸附材料和疏水单体混合作为隔膜的主体材料,并在隔膜表面由疏水单体原位生成疏水层并同时造孔,获得了一种吸附能力强的复合隔膜,该隔膜可以产生较强的吸附能力,可以有效除去电池内部产生的游离酸和水分。