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二次锂离子电池由于其工作电压高、能量密度高、循环寿命长、自放电率小、环境友好等优点，被广泛应用于各类型电子设备。电子产品的美观及实用性进一步扩大了可携带储能设备——锂离子电池的市场，而能源枯竭和环境污染促进锂离子电池在电动汽车上的应用。但商业化二次锂离子电池产品的安全问题阻碍了其进一步发展，而安全隐患的根源在于碳酸酯类有机溶剂的液态电解液。凝胶聚合物电解质(GPE)结合了液态电解质的高离子电导率和固态电解质高安全性而被广泛关注及研究。然而，已报道用于锂离子电池GPE，在安全性、离子电导率、热稳定性、机械强度和界面稳定性方面还不尽人意，有待进一步改善。 针对目前GPE存在的问题，本论文制备系列新型GPE，以提高聚合物锂离子电池的应用水平。利用聚合物单体的特性:甲基丙烯酸甲酯(MMA)能为聚合物提供良好的吸收液体电解质的能力、丙烯酸丁酯(BA)能提供聚合物机械强度及增强正负极材料之间粘结性的功能，乳液聚合法合成二元共聚物聚（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯）(P(MMA-co-BA)）。通过涂布法将此共聚物涂覆在聚烯烃(PE)隔膜上，制备了聚烯烃支撑的多孔聚合物电解质膜，然后浸泡在电解液中得到GPE。为了提高GPE的离子电导率，在已经制备的P(MMA-co-BA)聚合物基质中添加纳米SiO2颗粒进一步制备PE支撑P(MMA-co-BA)/SiO2复合GPE。为了进一步改善P(MMA-co-BA)为基质GPE的锂离子电导率，根据丙烯腈(AN)能减少共聚物的脆性功能、苯乙烯(St)具有较好的机械强度的特点，采用乳液聚合法合成四元共聚物聚（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈）(P(MMA-BA-St-AN)，并制备对应聚合物膜及GPE。得到的结论如下: (1)用不同比例的硬单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和软单体丙烯酸丁酯(BA)，用乳液聚合法合成P(MMA-co-BA)共聚物，并以此共聚物制备了聚烯烃(PE)支撑的多孔凝胶聚合物电解质膜。用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、吸液率测量、电化学阻抗谱(EIS)、线性电位扫描(LSV)和电池充放电实验等方法对制备得到的聚合物、聚合物膜及对应的GPE进行表征。结果表明:当单体MMA和BA的质量比为6∶1时，PE支撑的聚合物膜吸液率达到140％、热稳定性高达300℃、得到GPE的室温锂离子电导率为1.23×10-3 S.cm-1、电化学氧化分解电位为5.0 V(vs.Li/Li+)、界面稳定性良好，使用该GPE制备的聚合物锂离子电池具有良好循环稳定性能。 (2)在P(MMA-co-BA)聚合物基质中添加纳米SiO2颗粒制备PE支撑P(MMA-co-BA)/SiO2复合GPE并研究其性质。用吸液率测试、机械强度测试、SEM、XRD、 TG、LSV、 EIS和电池充放电实验等方法表征P(MMA-co-BA)/SiO2聚合物膜及对应GPE的性能。结果表明:加入纳米SiO2后，明显提高了P(MMA-co-BA)为基体GPE的性能。添加5wt.％纳米SiO2的聚合物膜热稳定性从300℃提高到320℃;相对应GPE的锂离子电导率从1.23×10-3 S.cm-1提高到2.26×10-3 S.cm-1、电化学氧化分解电位从5.0 V提高到5.6 V(vs.Li/Li+);将GPE应用于富锂正极组成的锂离子扣式电池后，在3.5 V～5.0 V高压范围内循环50圈的容量保持率达到92.8％，而使用液态电解液只有66.9％的保持率。 (3)为了进一步提高GPE的锂离子电导率，采用乳液聚合法合成四元共聚物聚P(MMA-BA-St-AN)，用相转移法制备聚合物膜，将聚合物膜浸泡到电解液中一段时间后得到GPE。用FTIR、SEM、TG、LSV、EIS、吸液率测量、机械强度分析和充放电测试等方法对聚合物、聚合物膜及对应GPE进行表征。结果表明:聚合反应是通过打开各自单体的C=C双键完成，聚合物膜热稳定温度高达330℃，GPE的氧化分解电位达到5.1 V(vs.Li/Li+)、室温离子电导率为3.12×10-3S.cm-1，将该GPE应用于LiNi0.5Mn1.5O4为正极的聚合物锂离子扣式电池后，分别使用25℃和55℃条件下进行充放电测试，在3.0 V～4.9 V高压范围内具有较好的循环稳定性能。