锂硫电池由于比容量高、硫资源丰富、价格低廉且环境友好，成为下一代高比能电池的首选。然而液态电池中锂多硫化物的穿梭效应会严重影响其循环寿命。采用聚合物固态电解质取代商业隔膜不仅能够增加电池的安全性，抑制多硫化物的穿梭和锂枝晶的生长等，同时通过成分控制和结构设计能够有效提高电解质的离子电导率，这将显著提高锂硫电池的综合性能。本论文设计采用凝胶聚合物固态电解质制备准固态锂硫电池，分别制备了双层电解质膜、紫外光聚合的三维电解质膜和具有“核壳”结构的电解质膜，对电解质膜的离子电导率，锂离子迁移数等进行测试，组装准固态锂硫电池系统研究了其电化学性能。
　　(1)为了优化电解质层与锂负极的界面特性，设计由高电导率层和过渡层构成的双层电解质膜，并且在组装电池时分别与正、负极接触。高电导率层由聚丙烯腈(PAN)和Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)组成，其中PAN作为该层的聚合物基体能充分发挥其高离子电导率的优势，从而保证电解质膜的电化学性能。但PAN会与锂负极发生钝化，因此与负极接触的那一层是成分不同的过渡层，由PAN、聚氧化乙烯(PEO)和LATP组成，PEO的加入能够有效减弱PAN对锂负极的钝化。组装的锂硫电池在0.1C的电流密度下首次放电容量达到904mAhg-1，循环100圈后有79.0%的容量保持率，电化学性能得到明显提升。
　　(2)采用双聚合物基底制备复合电解质膜，其中用紫外光聚合的季戊四醇四酯-己二酸二乙烯酯(PETT-DA)作为三维网络聚合物基底，聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)链状聚合物是共掺杂的柔性聚合物基底，同时加入多臂碳纳米管(MWCNTs)作为无机填料。三种有机原料的组合能够发挥各自的功能，同时MWCNTs的加入能够与PETT-DA和PVDF-HFP形成不同的氢键，从而进一步提高电解质膜的综合性能。应用于锂硫电池，在0.5C电流密度下首次放电容量达到705mAhg-1，300圈循环之后仍有86.4%的容量保持率，电化学性能优异。
　　(3)采用静电纺丝结合光聚合法制备了具有“核壳”结构复合电解质膜，其中PVDF-HFP和PEO混合溶液制备的静电纺丝膜基底作为“核”，并在其外面光聚合的一层PETT-DA的聚合物作为“壳”。内部的多孔静电纺丝膜可以提供大的吸液率，从而保证高的离子电导率和锂离子迁移数，外部的PETT-DA因为官能团羰基的存在能够有效阻碍多硫化物的穿梭。组装的锂硫电池在2C大电流密度下具有543mAhg-1的首次放电容量，300圈循环之后容量保持率为87.1%，电化学性能显著提升。