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锂离子电池，作为一种高能量密度、高容量、长循环寿命的清洁能源，已在移动电源市场得到广泛应用，大力推动了混合动力汽车(HEV)和纯电动汽车(EV)的发展。然而，商用锂离子电池在实际应用中仍然存在以下缺点:首先，在大电流充放电条件下的容量和能量相对较低，这主要是由大倍率下电池内部严重的极化引起;其次，作为动力锂电池，现用锂电池体系的容量和能量有待进一步提高，以支持电动汽车持续行驶超过350km;此外，液态电解质体系使得锂离子电池存在一定的安全隐患。本研究针对以上问题，本研究从电池中的锂离子传递为切入点，将离子聚合物引入锂离子电池体系中作为粘结剂和电解质膜，旨在利用离子型粘结剂降低电池内阻从而降低电池极化，利用聚合物电解质膜取代液态电解质体系，一方面提高电池安全性能，另一方面可与金属锂电极匹配，制备高容量锂电池。主要研究内容包括： ⑴合成了一种含氟磺酰亚胺主链结构离子聚合物(PFSILi)，将其锂化物与PVDF共混制备锂离子电池用离子导电粘结剂。研究发现，含氟磺酰亚胺离子聚合物的引入在极片内部增加了锂离通道，可削弱在快速充放电过程中发生的电解质盐的损耗。在不改变正极材料的前提下，仅将常用的PVDF粘结剂改变为该离子粘结剂(PFSILi-PVDF)，电池可在大电流充放电条件下获得更高的可逆容量及能量密度、降低的极化和内阻。在60℃充放电速率为2C条件下，使用离子粘结剂的LiFePO4/Li电池的放电平台电压比使用PVDF粘结剂的电池高0.29V。室温下，在4C的充放电速率下，使用离子粘结剂的LiFePO4/Li电池的放电容量和能量密度分别比普通LiFePO4/Li电池高50％和66％。因此，该磺酰亚胺离子聚合物提供了一种不改变活性材料的新方法，来克服锂二次电池容量和能量密度在大电流充放电下的局限性。 ⑵将合成的含氟磺酰亚胺主链结构离子聚合物(PFSILi)与聚氧化乙烯(PEO)共混制备全固态聚合物电解质，并与金属锂电极组成全固态锂电池。所制备的电解质膜电化学稳定性高达6V，是良好的单离子导体。结合热力学性能分析，研究了离子聚合物含量对聚合物电解质电导率的影响，优选出PFSILi含量为24.5 wt％的电解质膜，其在80℃电导率为1.76×104 S cm-1。且研究发现，将聚阴离子结构的PFSILi引入电解质膜，可以通过离子作用在体系中形成2-D或3-D的离子交联结构，一方面有利于锂离子的运输，另一方面可以提高尺寸稳定性，以提高电池安全性能。在80℃下放电倍率为0.2 C，含有所制备PEO-PFSILi固态电解质的LiFePO4/Li电池的循环比容量可达140 mAhg-1，在70℃下以0.1C倍率放电，可维持放电比容量大于136 mAhg-1（理论比容量的80％）稳定循环超过700 h。由此，所制备的PEO-PFSILi固态电解质体系，作为一种新型单离子导体的全固态电解质，可以为解决金属锂电极电池安全性问题提供一种新方案。