聚合物电解质（PE）是锂离子电池的重要组成部分，它对锂离子电池的性能好坏起着至关重要的作用。而近年来凝胶聚合物电解质（GPE）成为人们在PE研究领域的热点。本文的目标是制备出既具有高的离子电导率，同时又具有良好机械性能的GPE。进而研究该GPE的物理化学性能，讨论所研究的凝胶聚合物锂离子电池的充放电性能。本项研究工作主要从以下4个方面进行：首先，选用热塑性聚氨酯（TPU）和聚偏氟乙烯（PVDF）作为GPE的基体材料。采用电纺法制备新型的TPU/PVDF基PE膜。将膜浸入1M的LiClO₄/EC/PC溶液中活化所得的GPE在25oC时离子电导率高达1.6×10^-3S·cm^-1，电化学稳定窗口为5.0V。Li/GPE/LiFePO₄扣式电池循环稳定性能良好。其次，电纺一定浓度的聚合物溶液制备出一系列TPU/PVDF不同质量比的无纺布膜。将膜浸入1M的LiClO₄/EC/PC溶液中活化，得到GPE。TPU/PVDF质量比为1:1的GPE在25oC时离子电导率最高，为3.2×10^-3S·cm^-1，电化学稳定窗口为5.0V。用此GPE组装成的Li/GPE/LiFePO₄扣式电池在25oC和0.1C的条件下进行测试。电池的首次放电容量为168.9mAh·g^-1。与其他TPU/PVDF不同质量比的GPE相比，TPU/PVDF质量比为1:1的GPE最适合用于锂离子电池。再次，将一系列不同浓度的聚合物溶液采用电纺的方法制备成TPU/PVDF基GPE膜。同样将膜在1M的LiClO₄/EC/PC溶液中活化得到GPE。其中聚合物溶液质量分数为9%的电纺膜制成的GPE拥有最高的离子电导率。最后，在室温下电纺质量分数为9%的聚合物溶液制备了纯的TPU/PVDF聚合物电解质膜以及原位生成掺杂无机纳米陶瓷颗粒的聚合物电解质膜。原位生成TiO2的GPE在25oC时离子电导率高达4.8×10^-3S·cm^-1，电化学稳定窗口也达5.4V。同时该电纺膜具有很高的拉伸强度（8.7±0.3MPa）和断裂伸长率（110.3±0.2）。由于其具有这样优越的电化学以及机械性能，它十分适合应用于聚合物锂离子电池。