近年来,可充电锂离子电池以其高能量密度、低自放电率、无记忆效应等优点,越来越广泛地应用于便携式电子产品与交通领域中。电解质是制备高寿命、高性能的锂离子电池的关键成分之一,传统的锂离子电池采用液态电解质,电解液的泄露带来的安全问题极大地限制了该类电解质的进一步应用。全固态聚合物电解质安全性能、机械性能及加工性能优异,越来越多地被用于锂离子电池。聚氧化乙烯(PEO)基全固态聚合物电解质是研究最早、应用最多的全固态聚合物电解质,但室温下PEO结晶度高,导致离子迁移困难,所以通常采用添加无机填料、共混、共聚、接枝、交联以及合成星形聚合物等方法对其进行改性,以得到综合性能更为优异的电解质材料。本文利用冠醚与锂盐络合可提高体系电导率这一特点,合成了含假冠醚空穴星形聚合物并用于电解质领域。具体研究内容如下:(1)通过离子模板辅助聚合法合成了含假冠醚空穴的交联聚合物核和直链PEO臂的星形聚合物,将制得的星形聚合物与大分子量PEO共混制备得到了全固态聚合物电解质膜。聚合物中的假冠醚空穴可与碱金属阳离子络合并提供更多的离子传输通道;在柔性的PEO中引入刚性的星形聚合物可提高体系的机械性能。同时,星形聚合物可破坏PEO的晶区结构,从而降低体系结晶度。研究结果表明,含假冠醚空穴星形聚合物电解质的星形结构与假冠醚结构都可有效地促进离子传导。同时,以碘化钾为离子模板、750分子量聚乙二醇二甲基丙烯酸酯为单体得到的含假冠醚空穴星形聚合物电解质电导率最高,20 oC时电导率可达2.82×10-5 S cm-1。以该电解质膜制备得到的锂离子电池倍率充放电与循环性能优异。最后,含假冠醚空穴星形聚合物电解质掺杂钠盐、钾盐的电导率测试结果表明,该电解质体系可有效地用于钠离子电池与钾离子电池。(2)将含假冠醚空穴星形聚合物与聚偏氟乙烯共混,通过相转化法得到多孔聚合物膜。含假冠醚空穴星形聚合物制得的多孔膜中聚合物核含有大量亲水性的乙氧基团,浸泡电解液活化后,大量小分子塑化剂进入到多孔膜中,在离子传导过程中锂离子可自由地在电解质中迁移。同时,电解液的加入可改善电解质与电极的界面相容性,使电池具有更好的循环稳定性。星形聚合物含量20 wt%的多孔膜孔隙率、吸液率与电导率最高,30 oC下离子电导率为1.27×10-3 S cm-1。以该电解质制得的锂离子电池具有高比容量与优异的循环稳定性。