可再生清洁能源的间断性需要高效率的能源储存系统,并且近些年来便携式电子产品和电动汽车的需求日益增长,传统的锂离子电池由于其理论能量密度有限,已经无法满足人们对高能量大容量电池的需求。而锂金属材料因其具有超高的容量(3860 m Ah g^-1),最低的电化学电位（-3.04 V）以及极小的密度(0.59 g cm^-3)被视为最具潜力的电极材料,受到广泛的研究关注。然而,锂枝晶生长所导致的一系列问题,如循环性能差,电池过热甚至爆炸等阻碍着锂金属电池的发展。因此,本论文根据Chazalviel提出的空间电荷理论以及“Sand’s time”模型,设计了聚苯乙烯磺酸锂基的单离子聚合物电解质以及另一种具有捕获阴离子能力的含硼基团的单离子聚合物电解质,用以提高锂迁移数,抑制锂枝晶生长。通过热重、红外、电镜等手段表征了材料的物化性能,并且测试了电化学性能以及电池循环性能。首先,采用了简单的酸碱中和反应合成了聚苯乙烯磺酸锂（Li PSS）,并结合聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）合成了具有半互穿网络结构的单离子聚合物电解质（Li PSS@PMMA SIPEs）。交联剂质量分数为2%的Li PSS@PMMA SIPE吸液率可达494%,室温离子电导率为0.94?10^-3 S cm^-1,并且电化学稳定窗口为4.7 V,满足适用于锂电池的基本电化学性能要求。而且电池的锂迁移数极高（0.91）,组装的Li/Li PSS@PMMA SIPE/Li电池在550 h的充放电期间电压一直保持稳定,锂片光滑的表面形貌显示了锂的均匀沉积。然后,为了得到离子电导率性能更好的单离子聚合物电解质,在含氧乙烯（EO）链段的聚合物骨架中引入了一种具有捕获阴离子能力的含硼基团。当单体中聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯（PEGMA）与烯丙基硼酸频哪醇酯（ABAPE）的质量比为3:7时,此含硼单离子聚合物电解质（BC-SIEP）具有最优离子电导率(2.4×10^-3 S cm^-1),接近商业液体电解质。同时,该BC-SIPE有着较宽的电化学窗口（4.7 V）,高的锂迁移数（0.71）,与锂金属的界面稳定性良好。而且锂金属负极循环后的电镜图表明,锂枝晶得到了较好的抑制。另外,使用磷酸铁锂组装的电池展现了优异的循环性能,100次循环后,容量保持率依然有90%。综上,通过设计SIPEs,提高锂迁移数,实现了无枝晶生长锂负极,为锂金属电池的研究提供了一条全新的思路。