锂是所有单质中质量最小、电极电位最低的金属,由锂组成的电池具有操作电压高、质量比容量大等优点。并且使用金属锂作为负极有希望进一步提高现有电池体系的能量密度,因此研究金属锂负极的保护具有重大的意义。金属锂二次电池充放电循环过程中,锂离子会在负极表面不均匀溶出和沉积,形成“锂枝晶”和“死锂”,给电池带来严重的安全隐患。针对上述问题,本论文研究了一种新型的用于保护金属锂负极的凝胶态聚氧化乙烯电解质体系,并成功将其应用于磷酸铁锂金属锂电池和锂空气电池中,达到了保护金属锂负极、提高电池循环寿命的目的。主要工作成果如下:(1)研究了一种凝胶态聚氧化乙烯电解质GPE-B的制备方法,并组装了锂对称电池。从电化学性能分析、形貌分析和界面分析等方面深入研究了该电解质在金属锂负极保护方面的作用。(2)成功组装了凝胶态聚氧化乙烯电解质GPE-B的磷酸铁锂金属锂纽扣电池和软包电池。实验证明这种电池具有良好的电化学性能、界面稳定性和安全性能。(3)将凝胶态聚氧化乙烯电解质与锂化全氟磺酸膜复合制备出一种新型的凝胶态聚合物电解质GPE-N,并将这种电解质应用到锂空气电池中。实验证明在锂空气电池中GPE-N电解质不仅可以促进锂的均匀沉积抑制锂枝晶的生长,而且可以阻挡正极侧活性成分向锂金属负极侧的穿梭,从而抑制副反应的发生,提高过氧化锂的产率,提高锂空气电池的循环性能。