锂离子电池(LIBs)因为其优越的性能(高的能量密度等),成为重要的移动存储技术。正极、负极和电解质是锂离子电池的关键技术,其中电解质材料影响电池的安全性能。然而传统的锂离子电池使用的是液态电解质,易腐蚀电极甚至引起爆炸等安全问题。固态锂离子电池可以有效抑制锂枝晶的生长,从而获得更高的能量密度被认为是下一代储能的潜在候选者,成为近年来研究的热点。作为固态锂离子电池的重要组成部分,固态电解质由于其较宽的工作温度区间、易于加工成膜、较高的机械强度、较好的化学和电化学稳定性、较宽的工作电压窗口等优点可以用于替代液态电解质。目前已广泛应用的固态电解质有无机和聚合物固态电解质两类。但是对于无机固态电解质,存在着比如容易与锂直接反应、与水和二氧化碳接触时不稳定、在循环过程中随着电极体积的变化会增加界面电阻、加工难度大和成本高等问题,难以满足实际应用需求。相比之下,固态聚合物电解质有很好的加工灵活性、能有效地克服界面电阻和抑制锂枝晶的生长,这些优点使得固态聚合物电解质具有广阔的应用前景。目前研究较多的固态聚合物电解质通常是基于PEO或PSS等高分子与单锂离子盐(比如LiTFSI或者LiClO4等)复合的离子导电材料,但是这类材料通常表现出较低的离子电导率,难于满足实际的应用要求(10-4S cm-1)。因此,设计并构建新型的离子导电材料以实现高离子电导率是目前全世界范围内的研究热点和难点。多金属氧酸盐又叫多酸,是由抗衡阳离子和杂多阴离子组成的一类具有纳米尺寸、可调结构、富氧表面和强氧化还原性的材料。鉴于其具有的丰富抗衡阳离子,这在离子导电方面有很大的潜在应用前景,但是目前还没有将多酸应用于离子导电的先例。本论文中,我们以多酸为前躯体,将其与金属有机框架材料及含磺酸的聚合物复合,研究其在电化学储能中的应用,具体工作如下:(1)通过多酸诱导自组装的方法合成的钒多酸盐(POVs)/PSS一维杂化纳米线材料在聚合物基电解质中具有最高的Li+、Na+和K+导电性能(25℃:3.30 ×10-3、2.00 × 10-3 和 1.23 × 10-3S cm-1;70℃:2.00 × 10-1、3.00 × 10-2 和 1.71 × 10-2 S cm-1)。其中的V15/PSS-Li-l作为电解质与锂金属及LiFePO4成功地组装了固态锂电池(Li/(V15/PSS-Li-1)/LiFePO4),并且显示出优异的电化学性能。(2)采用多酸诱导自组装的方法成功合成了一系列基于不同多酸(K10V34、K7V15和HK5V10)和不同磺酸基聚合物单体(SS、SAS和AMPS)的POVs/聚合物一维杂化纳米线材料。该一维杂化纳米线材料具有很好的K+导电性能,其中所得材料V34/PSAS-K-1在聚合物基电解质中表现出优异的离子导电性能(25℃,4.74 × 10-3S cm-1;70℃,6.52 × 10-2 S Ccm-1)。(3)以乙酸铜、均苯三甲酸和多酸PMo12为原料,采用原位热压的方法制备HP-POMOFs/CC完整的电极材料并作为锂离子电池的负极材料。三维柔性碳布作为集流体提高了电极的导电性能;封装在MOFs中的多酸降低了其在电解质中的溶解,提高了电化学稳定性;HP-POMOFs/CC完整电极的制备避免了使用聚合物粘合剂,减少了非活性界面。在电流密度200 mA g-1下,HP-POMOFs/CC有很好的储锂性能。