在目前各类储能装备中,锂离子电池（LIBs）自身的能量密度大,效率高,成本低,被广泛运用于各类产品中,具有广阔的发展前景。从材料科学的角度看,LIBs主要由阳极、阴极、电解液和隔膜四部分组成。隔膜的主要功能是隔离阳极和阴极。虽然它本身在电池的充放电过程中不是一个主动部件,但对电池的性能有显著的影响。热塑性聚氨酯（TPU）具有软段和硬段两种相结构。软段链中含有醚键,可以支持离子液体的存在,有利于碱金属盐的分解,从而增加离子电导率。硬段之间能够形成氢键,可以保证聚合物的空间稳定性,使TPU容易成膜并保有不错的机械性。因此,本文选择TPU作为电解质的基体材料,研究制备出拥有电化学性质稳定和力学性能良好的电解质。本文首先采用非溶剂致相转化法（NIPS）制备了醋酸纤维素/热塑性聚氨酯（CA/TPU）凝胶聚合物电解质（GPEs）,探索了CA与TPU的质量比对隔膜性能的影响,得到CA与TPU的质量比为3:7时隔膜的综合性能最优。与纯TPU电解质相比,C3电解质具有非常均匀的多孔结构、低结晶度、高孔隙率（78%）、高吸液率（300%）,优异的拉伸性能和较高的热分解温度,有效增强了电池在应用过程中的安全性能。此外,C3的离子电导率也有显著的提高,为1.04 m S·cm-1。采用C3组装成的电池具有较高的电池容量并能在一定条件下保持稳定。在0.5 C下,Li Fe PO4/C3 GPEs/Li的首次放电比容量为139.5m Ah·g-1。充放电100次后,其容量仍能保留95.7%,具有稳定的电化学性能。为了满足电池在实际应用时的要求,需要进一步提高电解质的机械强度和离子电导率。本文采用Al2O3纳米粒子改性CA/TPU隔膜,成功制备了一系列CA/TPU/Al2O3复合凝胶聚合物电解质（CGPEs）。改性后的隔膜仍拥有均匀的多孔结构和优异的热稳定性。并且结晶度进一步降低,孔隙率（85%）和吸液率（402%）进一步提高。而且机械强度和电化学稳定性显著增强,能够达到8.8 MPa的拉伸强度和7 V（vs.Li/Li+）以上的电化学窗口。离子电导率也大大提高,其中A9电解质的离子电导率为1.61 m S·cm-1。在0.5 C时,Li Fe PO4/A9 CGPEs/Li的首次放电比容量为147.1 m Ah·g-1,改性后电解质的电池性能也有了不错的提升。在上述实验的基础上,继续加入聚偏氟乙烯（PVDF）进行共混。以CA、TPU、PVDF和Al2O3为原料,采用NIPS法制备出CA/TPU/PVDF/Al2O3 CGPEs,期望进一步增强电解质的离子电导率和电池性能。研究表明,加入PVDF后,隔膜仍具有低结晶度、高孔隙率（88%）、高吸液率（445%）、优异的热稳定性、良好的机械强度和优秀的电化学稳定性。此外,隔膜的离子电导率也得到了大幅提升,P1的离子电导率为3.55 m S·cm-1。另外,Li Fe PO4/P1 CGPEs/Li电池在0.5 C的放电比容量达到152.4 m Ah·g-1,循环100次容量保留率为98.5%,电池性能也得到了有效的改善。因此,CA/TPU/PVDF/Al2O3是一种综合性能良好的聚合物电解质,且制备方法简单易行,是一种改善LIBs电解质性能的有效方法。