一种同轴包覆纳米二氧化锆无机层的聚酰亚胺纳米纤维膜，其制备方法为：首先通过静电纺丝法制备聚酰胺酸纳米纤维膜，将聚酰胺酸纳米纤维膜置于稀氨水蒸汽氛围中一定时间后浸泡在锆化合物溶液中。浸泡一段时间后放入乙醇溶液中静置，然后烘干。将上述步骤处理过的聚酰胺酸纳米纤维膜放入热炉中热亚胺化后得到表面包覆二氧化锆的聚酰亚胺纳米纤维膜。本发明的方法制备的同轴包覆纳米二氧化锆无机层的聚酰亚胺纳米纤维膜保留了聚酰亚胺纳米纤维膜的高耐温性、高孔隙率和柔性，同时将表面二氧化锆层的高浸润性、高热尺寸稳定性和优异阻燃性完全融为一体，制备方法简单高效，绿色环保，符合人们对锂离子电池隔膜越来越高的要求，有良好的发展前景。