采用聚酰亞胺改善熱尺寸穩定性較差的基材隔膜時，還可以采用聚酰亞胺多孔膜的改性方式。

聚酰亞胺多孔膜與聚烯烴的復合可以膜的形式通過膠黏劑粘合，也可在其成膜前以溶液的形式對另一種膜進行涂覆。

楊衛國等在聚酰亞胺多孔膜上涂覆含有成孔物質的粘結劑，除去成孔物質后，與聚烯烴多孔膜通過熱壓合的方式制備了聚酰亞胺/聚烯烴復合隔膜，該復合隔膜的平均孔徑為68～290nm，具有較好的透氣性和機械強度，在進行500次充放電后，剩余電量達78%～90%，在150～180℃下處理后無短路和爆炸現象發生，大幅提高了電池的安全性。

寧波長陽科技有限公司公開了一種制備PI/聚烯烴復合隔膜的制備方法，該方法是將含有成孔物質的聚酰胺酸溶液涂覆到玻璃板上，亞胺化后得到含有成孔物質的聚酰亞胺膜，然后將含有成孔物質的聚烯烴母粒熔融，涂覆在含有成孔物質的PI膜上，除去成孔物質后得到PI多孔膜與聚烯烴多孔膜的復合隔膜，該復合隔膜僅有兩層結構，層與層之間結合力強，不易脫落，該復合隔膜的孔徑為60～250nm，孔隙率為30%～60%，在500次充放電循環后，剩余電量為87%～90%，且將充電后的電池置于400℃的烘箱中處理30min，無爆炸現象發生。