本论文从优化聚合物电解质膜的基体结构入手，设计一种内部结构为球状粒子的聚合物电解质膜，制备了三种新型结构的电解质膜:聚P(AN-co-VEC)/EVA微球结构的全固态电解质膜、P(MA-co-AHPS)/PVA微球结构离子聚合物电解质膜及无机复合电解质膜。研究了电解质膜的结构、组成对其理化性能的影响。以LiCoO2和LiMn2O4为正极制备了相应的半电池，进一步考察了电解质膜的电池性能。　　 首次采用碳酸乙烯亚乙酯(VBC)为共聚单体，制备了一种特殊球状结构的P(AN-co-VEC)/EVA聚合物电解质膜。SEM电镜测试表明:此膜是由AN与VEC单体的共聚物球形颗粒相互粘连，以及附着在微球表面和微球之间的EVA聚合物构筑而成。该结构的聚合物制备的电解质电导率比文献报道的高出1～2个数量级，室温最高电导率可达6.0×10-5S cm-1，向锂离子电池的应用迈进了重要的一步。通过改变聚合体系中的组成及锂盐含量来调节微球粒子大小，并考察了聚合物对LiClO4、 LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2四种不同锂盐络合能力差异。研究发现后两种有机锂盐形成的聚合物电解质电化学性能明显优于前者，如相同质量分数(10 wt％)的LiCF3SO3、 LiN(CF3SO2)2两种锂盐制备的电解质室温电导率值分别为6.0×10-5 S cm-1和6.3×10-5 S cm-1，而LiClO4、LiBF4制备的电解质电导率值分别为7.6×10-6和8.9×10-6S cm-1，相差一个数量级。　　 在考察LiCF3SO3含量对电导率的影响时，主要考察了质量分数在2～20％范围内所制备的电解质电导率变化，当LiCF3SO3的含量为10 wt.％时，所获得的导电率值最高，可达6.0×10-5 S cm-1。在聚合物中引入惰性纳米无机填料SiO2和Al2O3并比较了它们对电解质性能的改善差异，发现高比面积的Al2O3所制备的复合电解质电导率更高;且惰性填料在聚合物电解质体系中也存在最佳浓度，如Al2O3在P(AN-co-VEC)-LiClO4聚合物体系中的最佳填料浓度为6wt.％，浓度过低或过高，膜表面填料粒子都会出现分布不均现象。　　 以烯丙基羟丙磺酸钠(AHPS)为离子型乳化剂，以PVA为胶体粒子保护剂，制得了微球结构的离子聚合物膜P(MA-co-AHPS)/PVA，再经电解液活化后得到相应的电解质膜。SEM照片显示电解质膜是由均一的球状粒子紧密堆积而成;热失重TG测试表明聚合物电解质膜的起始分解温度为230℃，电化学稳定极限电压为4.5伏，满足锂离子电池的应用要求。通过SEM、EIS交流阻抗等测试手段详细考察了惰性填料TiO2、 SiO2、 Al2O3与聚合物膜的匹配性差异。研究发现，Al2O3对聚合物电解质膜性能的改善最显著，添加相同质量分数时所制备的复合电解质电导率最高，且Al2O3存在的最佳含量为30 wt.％，在此浓度下所制备的复合电解质CSPE-Al30电导率为1.08×10-3 S cm-1，该膜所组装的LiCoO2/CSPE-Al30/Li半电池的循环性稳定性比离子聚合物电解质电池更优异，在0.2 C放电倍率下首次放电比容量为140.1 mAhg-1，循环70次后，容量保留率仍在95％以上，而后者只有70％。　　 在离子聚合物电解质P(MA-co-AHPS)/PVA-LiPF6中引入高介电常数的BaTiO3(BTO)和离子导体活性填料Li4Ti5O12(LTO)并对聚合物电解质进行改性，借助FT-IR、SEM、TG和EIS等分析表征手段，对制得的CSPE-BTO及CSPE-LTO复合电解质进行研究。实验结果表明，与惰性的无机氧化物填料相比，由活性填料LTO粒子改性后的电解质膜电导率更高，如CSPE-LTO20电解质在室温时所获得的离子电导率值为9.68×10-4S cm-1，所组装的LiCoO2半电池在0.2 C倍率下首次放电比容量均能达142.3 mAh g-1，循环50次后，容量保持率均在95％以上，具有较好的大电流充放电特性，即使在2C倍率下放电比容量可达110 mAhg-1。