随着社会的不断发展与进步,消费者对便携式电子设备与电动汽车的性能提出了更高的要求,对支撑其运转的锂二次电池来说,是电池的更高能量密度的要求与安全性挑战。而对于组成锂二次电池的三个基本单元（正极、负极、电解质）之一的电解质来说,设计出能同时满足电池性能和安全性需求的电解质是至关重要的。目前普遍商用的锂二次电池电解质多为有机液态电解质,这类电解质本身易燃易爆炸的特性决定了其无法避免的安全性问题,因此设计出一种具有高安全性且同时具有与目前普遍商用电解液性能相媲美的电解质势在必行。凝胶电解质作为高性能低安全性的有机液态电解质与高安全性低性能的固态电解质的折衷复合体,兼具优异的电池性能与高安全性,有着成为新一代高能量密度高安全性锂二次电池电解质的巨大潜力。本论文在凝胶电解质的设计以及其在锂二次电池中的应用研究如下:（1）凝胶电解质由于同时具有准固态的物理性质和较高的机械强度,因此有望满足新一代锂二次电池技术的性能和安全性要求。但是,存在一个矛盾,即需要牺牲离子传导性来换取机械强度。在本论文的研究工作中,设计并合成了一种机械性能优异的离子凝胶聚合物电解质（IGPE）以克服这种困境。通过非溶剂诱导相分离方法制备IGPE膜,所获得的最佳柔性IGPE-5样品显示出稳健的机械强度,具有178%的断裂伸长率和6.65MPa的断裂强度,显示出优异的机械性能。此外,IGPE-5在25℃时具有0.80 m S cm-1的高离子电导率,高达4.7 V的电化学稳定性窗口,在最高220℃时依然稳定。组装的Li Fe PO4/IGPE-5/Li电池在55℃,0.5 C的温度下初始放电容量为161.9 m Ah g-1,循环200圈后容量保持率为94.5%。将IGPE-5组装成柔性电池可以承受弯曲和切割测试,表明IGPE-5具有出色的柔韧性和界面兼容性。（2）复合固体电解质（CSEs）继承了无机固体电解质的高安全性和有机高分子电解质的易加工性,具有广阔的应用前景。然而,CSE的性能难以实现其在锂金属电池（LMB）中的实际应用。在本文中,研究和总结了添加离子液体对CSE性能所带来的重大影响:在电极和电解质之间构造粘弹性界面以降低界面阻抗;在负极上形成稳定且富含Li F的SEI,以抑制锂树枝状晶体的生长;润湿Li Fe PO4多孔阴极。组装的Li Fe PO4/CSE-60/Li电池在55°C下于1 C进行400次循环后显示158.2 m Ah g-1的高初始放电比容量和86.3%的容量保持率,且库仑效率高达99.7%。长期循环后,锂金属阳极的表面表现出无枝晶形态。这项证实了离子液体在提高CSE性能方面的关键作用,并将为实现LMB实际应用的CSE设计提供启发。