使用聚合物电解质的固态锂电池具有较高的安全性和能量密度,但其实际应用受制于聚合物电解质的室温离子电导率较低、力学性能差以及与电极接触不好。为了解决上述问题,本论文以聚氨酯-双三氟甲基磺酰亚胺锂（LiTFSI）电解质为研究对象,采用钛酸钠纳米棒（NTO）和微米级的玻璃纤维（GF）掺杂,并结合有机小分子丁二腈（SN）增塑,获得了具有高机械强度、高弹性、高室温离子电导率并且与电极接触紧密的聚合物复合电解质。具体工作如下:通过水热反应制备了形貌均一的钛酸钠纳米棒（NTO）,并用硅烷偶联剂对其表面改性,提高NTO在聚氨酯（PU）基体中的分散性能,制备了PU-LiTFSI-NTO复合电解质。NTO掺杂促进了锂盐的解离,使复合电解质在35℃时离子电导率提高了3倍,达到4.6×10-5 S cm-1,同时保持了高弹性。为了进一步提高电解质的离子电导率,在PU-LiTFSI-NTO复合电解质中添加SN,使PU的结晶度明显降低,室温离子电导率提高到1.25×10-4 S cm-1。利用该复合电解质、磷酸铁锂（LFP）及锂片组装固态锂电池（Li|PU-LiTFSI-NTO/SN|LFP）,在0.5 C的倍率下,稳定循环300次以后,放电比容量为136 m Ah g-1,容量保持率为92%。但是,添加了SN的复合电解质的拉伸强度由1.9 MPa下降了90%。为了提高PU-LiTFSI-NTO/SN复合电解质的力学性能,进一步采用微米级的玻璃纤维进行掺杂。由于GF具有较强的支撑作用,所制备的PU-LiTFSI-NTO/GF复合电解质的拉伸强度高达7.35 MPa,同时具有高弹性。由复合电解质组装的固态锂电池（Li|PU-LiTFSI-NTO/SN/GF|LFP）在室温0.5 C的倍率下,循环600次后放电比容量为133 m Ah g-1,容量保持率为95%。固态电池在折叠、剪切、点燃等滥用条件下,依旧可以工作,表现出良好的安全性。本论文的研究结果为提高聚合物固态电解质的室温离子电导率和力学性能提供了一种思路。