凝胶电解质锂离子电池不仅具有体积小、能量密度高、寿命长、无记忆效应、无污染等液态锂离子电池所具有的特点,而且电解液被固化在凝胶网络中,大大提高了锂离子电池的安全性,而且尺寸形状也可以控制。但是与液态电解液10-2S·cm^-1数量级的电导率相比,凝胶电解质（GPE）的室温离子电导率仅在10-3S·cm^-1数量级,仍有很大的发展空间。此外,当前制备GPE的方法大多通过浇铸法,即先浇铸制备凝胶电解质膜,再将所制的膜与电极片复合制得电池。该工艺设备造价高、操作难度大,不利于工业化生产。基于此,本文从凝胶电解质锂离子电池的制备工艺入手,对GPE的组成进行改进,并向体系掺杂纳米SiO₂小球,提高凝胶的性能,以获得电化学表现更加优异的凝胶电解质锂离子电池。首先,选择聚偏氟乙烯六氟丙烯（PVDF-HFP）为聚合物基体,新戊二醇二丙烯酸酯（NPGDA）为交联剂,在引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）的作用下通过室温现场聚合法制备凝胶电解质。探索不同质量比PVDF-HFP/NPGDA对凝胶电解质性能和LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂三元正极锂离子电池性能的影响。结果表明,当质量比为1:1时,凝胶电解质具有较高的离子电导率为8.45 mS·cm^-1,锂离子迁移数为0.78和电化学窗口为4.5V。在电流密度为30mA·g^-1恒流充放电,首次放电比容量为143mAh·g^-1,循环50次后高达135.3 mAh·g^-1。电流密度为300 mA·g^-1时,放电比容量为100.2 mAh·g^-1。其次,采用溶胶凝胶法制备出粒径为200 nm的单分散Si02小球,并将其与凝胶电解质掺杂。设计三因素四水平正交试验,通过探索不同配比对凝胶的凝胶时间、离子电导率、电化学窗口、锂离子迁移数的影响,找出最佳配比,此时凝胶电解质的离子电导率可达8.95 mS·cm^-1。以最佳配比室温现场聚合制备LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂三元正极锂离子电池,发现电池的循环性能和倍率性能有明显的提高。在30 mA·g^-1的电流密度下,电池的首次放电比容量为150mAh·g^-1,循环50次后依然保持149mAh·g^-1;在电流密度为300 mA·g^-1时,放电比容量约为108 mAh·g^-1。最后,为了进一步提高锂离子电池的安全性,本文制备了细菌纤维素隔膜,发现BC隔膜具有多孔的网状结构,厚度约10-30 μm,满足锂离子电池对隔膜的要求。然后将其用于锂离子电池并对电池的电化学性能进行了初步探索。