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锂离子电池因为能量密度高、循环寿命长等优点在储能领域占据了举足轻重的地位。传统的锂离子电池使用的是闪点低、易燃烧、可流动的液态电解液，使锂离子电池存在漏液、燃烧、甚至爆炸等危险，这就限制了锂离子电池在大型储能设备中的应用。聚合物电解质具有高离子电导率、宽电化学窗口等优点，并且不存在漏液的危险，因此得到了广泛的研究。聚合物电解质主要分为凝胶聚合物电解质和全固态聚合物电解质。凝胶聚合物电解质多采用浇筑成膜工艺制备聚合物膜，然后将聚合物膜浸渍在电解液或者电解液溶剂中，使聚合物凝胶化得到凝胶聚合物电解质。凝胶聚合物电解质中含有一定的液态塑化剂，具有较高的离子电导率，然而液态塑化剂也会降低电解质的力学性能。全固态聚合物电解质也是多采用浇筑成膜工艺制备聚合物膜。全固态聚合物电解质因为不含液态塑化剂，往往具有较高的力学性能。但是锂离子在全固态电解质的传导完全依靠聚合物分子链的运动，部分结晶性的电解质在室温下的离子电导率较低，这就限制了全固态聚合物锂电池在室温下的使用。同时传统的聚合物电解质大多采用先溶解后成膜的非原位工艺，在电解质的制作过程中消耗了大量的溶剂，不仅会造成环境的破坏，也增加了电池的制作成本。为此，通过简单的方法制备高性能的聚合物电解质成为进一步拓展锂电池应用领域的关键。 酯基化合物中含有与锂离子相互作用的酯基官能团，酯基官能团极性较强，能够溶解锂盐并传导锂离子;同时部分酯基化合物含有双键，能够发生聚合反应得到聚合物。基于此，我们制备了全固态聚合物电解质、凝胶聚合物电解质、锂金属负极保护层。具体内容如下: （一）原位制备了聚碳酸亚乙烯酯基全固态聚合物电解质 聚碳酸亚乙烯酯基全固态聚合物电解质通过原位聚合的工艺制备。碳酸亚乙烯酯分子在电池内部原位聚合得到聚碳酸亚乙烯酯，通过复合纤维素支撑材料和锂盐得到全固态聚合物电解质。原位生成的聚碳酸亚乙烯酯基全固态聚合物电解质与锂电极之间具有优异的界面相容性，使得锂对称电池经过恒电流充放电测试没有出现短路现象。此外，聚碳酸亚乙烯酯基全固态聚合物电解质的电化学窗口较宽，能够满足在高电压锂电池中的使用。 （二）聚碳酸亚乙烯酯基凝胶聚合物电解质的制备以及在聚合物锂离子电池中的应用 聚碳酸亚乙烯酯基凝胶聚合物电解质因为聚合物主链上刚性的环状结构而具有较高的力学性能;同时原位聚合得到的聚碳酸亚乙烯酯凝胶聚合物电解质使锂离子电池具有更低的界面阻抗。聚碳酸亚乙烯酯基凝胶聚合物电解质在室温下离子电导率为5.59×10-4S cm-1，电化学窗口高于4.8V(vs.Li+/Li)。同时，聚碳酸亚乙烯酯基凝胶聚合物电解质组装的LiFe0.2Mn0.8PO4/graphite锂离子全电池体现出了优异的容量保持率（在1C的电流密度下，循环1000次，容量保持率为88.7％）和倍率性能（电流密度为8C时的放电比容量为90mAh g-1）。这些结果表明，聚碳酸亚乙烯酯基作为新型聚合物电解质基体为解决下一代高性能锂离子电池提供了一条新的思路。 （三）有机无机复合三维交联网络电解质用作锂金属保护层的研究 为了抑制锂枝晶，我们开发出了一种3D交联聚合物网络结构作为锂负极保护层。聚碳酸亚乙烯酯中的C=O与锂离子具有较强的相互作用，使得保护层具有较高的离子电导率和锂离子迁移数;同时，在3D交联聚合物网络结构保护层与电极之间展现出较低的界面阻抗，3D交联聚合物网络结构保护层对电解质中的离子流具有一定的分散能力。C=O与锂离子的相互作用能够避免锂离子的部分聚集。同时，富锂的快离子导体也能分散锂离子流。由于保护层的多重作用，LiNi0.5Mn1.5O4基锂金属电池表现出了优异的循环稳定性。此外，高活性物质装载量的LiNi05Mn1.5O4电极与更薄的锂金属的匹配，使得锂金属电池具有更高的能量密度。 （四）聚氰基丙烯酸酯基凝胶聚合物电解质在高电压锂离子电池中的应用 通过阴离子聚合得到了聚氰基丙烯酸甲乙酯，并将其制备成凝胶聚合物电解质。凝胶聚合物电解质在室温下的离子电导率高于液态电解液，同时，电化学窗口超过5V。聚氰基丙烯酸酯基凝胶聚合物电解质能够在5V高电压锂离子电池中应用，此外聚氰基丙烯酸酯能够在电极表面形成保护层，抑制LiNi0.5Mn1.5O4电极中的锰离子的溶出问题，同时阻碍了电解质的进一步分解。聚氰基丙烯酸酯支链中的氰基与羰基与锰离子之间有一定的螯合作用，抑制了锰离子向负极的扩散，保护了负极固态电解质界面膜不被破坏。研究表明基于聚氰基丙烯酸甲乙酯的电解质体系可用于可充电高电压锂离子聚合物电池中，在锂离子电池聚合物电解质领域具有较高的应用价值。