凝胶聚合物电解质（GPE）兼具了液体电解质（LE）和固态聚合物电解质（SPE）优点,具有良好的安全性和优异的电化学性能。GPE主要由聚合物基体、增塑剂和锂盐组成,常见的聚合物基体主要是来自于石油化工的合成高分子,如聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯等。然而二次电池的广泛使用和环境的日益破坏对电解质的开发提出了更高的要求,不仅要有良好的电化学性能和安全性,也要在电池废弃后尽可能降低对环境的污染。因此,环境友好型的天然高分子基体吸引了研究者们广泛的关注,然而当前已开发的天然高分子材料大多存在有限的液体电解质吸收能力或难以表现令人满意的电化学性能等问题。针对这些问题,本文首次以羟丙基甲基纤维素（HPMC）为原料,制备出可降解和高吸液率的高性能凝胶聚合物电解质,并首次应用在钠离子电池（SIB）和锂离子电池（LIB）中。（1）相转移法制备的HPMC膜具有致密的结构、低的孔隙率（48.6%）和较好的拉伸强度（4.27 MPa）,在吸收了 1130 wt.%的LE后获得了高性能的GPE,并应用在SIB中。HPMC-GPE具有较好的离子电导率（25℃,3.3×10-3S cm-1）、电化学稳定窗口（4.72 V,vs.Na/Na+）和电极相容性,这为电池的充放电性能提供了保障。以水热法制备的SnS/rGO为负极并组装（SnS/rGO）/HPMC-GPE/Na电池不仅具有良好的倍率性能和长循环性能,在0.1 A g-1下循环100次后仍保持79.4%放电比容量。（2）HPMC膜应用在LIB中同样具有高达1706 wt.%的吸液率,且物理测试排除了高吸液率来自于物理吸附的可能。然而,FTIR测试表明HPMC与LE之间存在化学反应,其反应产物的结构通过13C NMR来表征,并以此为基础进一步探究出HPMC高吸液率的机理。此外,HPMC-GPE展示了优良的电化学性能:高的室温离子电导率（6.74×10-3S cm-1）、电化学稳定窗口达到4.9 V（vs.Li/Li+）、良好的电极相容性和对锂沉积/溶解行为优良的调节能力,而且组装的Li/HPMC-GPE/LiFePO4在0.2 C下循环的初始放电容量为157 mAh g-1,循环200次后放电容量仍有144 mAh g-1,其容量保留率为91.7%。（3）HPMC-GPE显著增加的体积虽然为离子的传导提供了丰富的路径和广阔的空间,但是也削弱了聚合物基体与阴离子（PF6-）间的相互作用力,使得HPMC-GPE的锂离子迁移数仅为0.47。因此,在HPMC膜中添加笼型的无机有机杂化纳米颗粒POSS来解决此问题。一方面,其较大的空间位阻能阻碍大体积的PF6-的迁移,另一方面,其笼型结构又不影响Li+的传导,这不仅改善了锂离子迁移数,也显著提升了其他电化学性能。当添加量为10 wt.%时,复合GPE（GHP-10%）拥有最好的电化学性能,包括锂离子迁移数（0.78）、离子电导率（9.05×10-3 S cm-1,25℃）和电化学稳定窗口（4.74V,vs.Li/Li+）。此外,GHP-10%稳定超过460h的超电势也展示了其对Li沉积/溶解行为的优异的调节作用。