随着人们对大型固定式储能设备和便携式电子设备的需求的增加,钠离子电池由于丰富的钠资源和成本相对较低而引起了研究领域的广泛关注。电解液是电池的血液,影响电池的电化学性能和安全性能,电解液不仅决定电池的电化学稳定窗口,影响电极和电解质之间的界面性能,而且是影响能量密度的关键因素。但目前市售的液态电解液多为易燃的有机溶剂,封装过程麻烦,易漏液,存在很大的安全隐患,故发展一类安全稳定的钠离子电池用固态或准固态的电解液是非常重要的。鉴于此本论文设计合成了一系列不同链长的甲基膦酸酯类交联剂,这类甲基膦酸酯类交联剂与丙烯酸酯系列单体进行交联共聚制备高安全性的凝胶聚合物电解质,应用于钠离子电池体系,并对其进行相关电化学性能表征。本论文的主要研究内容分为三部分,具体如下:本论文的第一部分内容主要是材料合成及凝胶聚合物电解质的性能表征。本论文设计并合成了8个具有双键官能团的甲基膦酸酯交联剂,它结合了丙烯酸酯良好聚合能力,乙二氧基的可调柔性和膦酸酯的阻燃性能。这些交联剂的结构均通过核磁（氢谱、碳谱和磷谱）、红外以及高分辨质谱进行了表征。结构表征数据表明,甲基膦酸酯类交联剂纯度较高,满足了电解液配置所需要的纯度要求。通过原位交联共聚合成了含有甲基膦酸酯交联剂、丙烯酸酯、三氟甲基丙烯酸酯和液态电解液在内的凝胶聚合物电解质。TGA表明凝胶聚合物电解质聚合物主体具有良好的热稳定性,起始分解温度为250℃。凝胶聚合物电解质电化学稳定性优异,电化学窗口可高达5.0 V（vs Na⁺/Na）,离子电导率高达5.13 mS cm^-1。SEM形貌分析表明凝胶聚合物电解质均匀分布在玻璃纤维隔膜的层状孔隙中。拉伸试验表明负载在玻璃纤维上的凝胶聚合物电解质具有比纯玻纤更好的机械性能。此外,凝胶聚合物电解质可以促进电极和电解质膜之间的界面粘合,具有较好的界面稳定性。本论文的第二部分内容主要将交联共聚凝胶聚合物电解质,与正极材料磷酸钒钠组装钠离子电池,并研究电池的各项性能。使用凝胶聚合物电解质和Na₃V₂（PO₄）₃正极的钠离子电池显示出超长循环性能和比相应的常规液体电解质基电池更好的循环稳定性和倍率性能。同时,填充有凝胶聚合物电解质的玻璃纤维隔膜在长循环1000次后拥有比液体电解质更好的完整性。结合拉伸实验数据,表明凝胶聚合物电解质具有良好的机械性能。当在60°C的高温下运行时,与液体电池相比,凝胶聚合物电解质的钠离子Na₃V₂（PO₄）₃电池也表现出优异的循环稳定性。与二元共聚凝胶聚合物电解质组装的钠离子电池相比,三元共聚体系具有更好的循环稳定性和更高的放电容量。同时,也比商业化无磷交联剂性能的凝胶聚合物体系具有优越的循环稳定性。通过FT-IR,³¹P NMR和HR-MS研究了甲基膦酸酯交联剂与钠离子之间的相互作用,并通过密度泛函理论计算证明含磷交联剂和钠离子之间存在相互作用。本文的第三部分内容是用负极SnS₂对凝胶聚合物电解质进行电化学性能表征并组装了以Na₃V₂（PO₄）₃为正极和以SnS₂为负极的凝胶聚合物电解质全电池。结果表明,使用凝胶聚合物电解质SnS₂为负极的钠离子电池显示出较好的循环性能比相应的常规液体电解质基电池具有更好的循环稳定性,组装的全电池有相对较好的的电化学性能,对凝胶聚合物电解质的商业化具有重要的指导意义。