目前全球能源消费中传统的化石能源依然占有很大的比重,然而其在地理上的分布不均匀以及不可再生性严重限制了其进一步发展,也难以满足人们对便携式设备、电网级别规模能量存储、第五代（5G）移动网络以及电动汽车等需求。近年来,全固态锂金属电池得到了迅猛的发展。众多研究将重点放在了高安全性固态电解质（SPE）上。尽管具有低成本、易加工和低界面电阻的固态聚合物电解质聚环氧乙烷（PEO）被认为是开发下一代高安全锂金属电池的有前途的方案,但是固体聚合物电解质仍然存在室温离子电导率低、机械强度差等问题,特别是,要解决机械性能和离子电导率之间的权衡问题,仍然是一个关键的挑战。在此,通过接枝偶联策略设计了具有互穿网络的固体聚合物电解质。在我们开发的电解质BNNs-MPS-PEGDA（BNP）中,有机线性聚合物聚（乙二醇）二丙烯酸酯（PEGDA）与氮化硼纳米片（BNNs）通过硅烷偶联剂MPS相连接。引入接枝偶联的策略以形成互穿网络,以实现在分子水平上增强电解质的机械性能。此外,具有BNNs的网络充当聚合物长链的破坏剂和阴离子陷阱,导致产生了用于快速锂离子迁移的无定形区域。当BNNs-M含量为5 mass%时其离子电导率最高,能够达到1.047×10-4 S·cm-1,对该电解质进行了进一步的测试,发现其表现出优异的电化学性能,如宽电压窗口、高离子迁移数以及高机械强度,一方面这归因于改性后的二BNNs在电解质中的均匀分散,另一方面,得益于坚固的互穿网络结构的形成,填料与聚合物链通过共价键相连,大幅提高了电解质的机械强度。对BNP电解质以及相关的聚合物基电解质进行了对称电池以及全电池研究,发现当聚合物电解质表现出高的机械强度时,锂对称电池表现出优异的循环寿命以及稳定性。此外,本论文中采用的阴离子陷阱策略成功将聚合物电解质中的阴离子吸附,从而提高了电解质的离子迁移数以及电化学稳定性,以稳定对锂金属负极界面。对室温下磷酸铁锂（Li Fe PO4）全电池以及Li Ni0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）电池进行了循环性能测试,结果显示具有高离子电导率的BNP电解质在全电池中表现出良好的倍率性能以及循环稳定性。软包电池在极端条件下仍然能够正常工作,说明BNP电解质具有较高的安全性。理论计算研究了BNNs体系与Li TFSI的相互作用,结果显示B原子与TFSI-阴离子的吸附作用强于N原子对Li离子的吸附作用,并且结合固体核磁的11B谱,发现与Li TFSI结合后,BN2H位点的局域环境发生变化。以上结果证明BNNs在电解质作为阴离子陷阱提高了电解质的离子迁移数、电导率以及电化学稳定性,该策略为制备高电化学稳定性以及高离子迁移数的聚合物基电解质提供了新的见解和思路。本论文中采用的接枝偶联策略以及阴离子陷阱策略为制备下一代高安全高比能的全固态电池提供了新的思路和方案。