电解质是锂离子电池的关键材料之一，在正负极之间起着输送和传导锂离子的作用，是连接正负极材料的桥梁，有“电池血液”之称。它影响着电池的工作电压、能量密度和安全性能等。近年来，随着正负极材料的技术进步，为了实现匹配，电解质在组分及形态上发生了很大的变化。

液态电解质：
     三方面进行改良
 
　　  目前商业化应用最广的液态电解质由锂盐LiPF6溶解在碳酸酯溶剂（例如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)）中组成。但LiPF6用作锂离子电池电解质锂盐存在一些缺点：热稳定性差(高温条件下，容易发生LiPF6<=>PF5+LiF，反应平衡常数很大，生成的PF5与有机溶剂具有很高的反应活性)，易水解，生成HF，破坏SEI 膜的稳定，溶解正极活性物质，引起容量的衰减和安全隐患。人们对液态电解质的改良从未停止，一般从溶质、溶剂和添加剂三方面入手，提高电池的高温性能、优化电解液与电极界面。
  　　溶质  目前，备受关注的锂盐体系种类繁多，例如二氟草酸硼酸锂(LiODFB)和双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)。LiODFB融合了LiBF4和LiBOB的双重优势。与LiBOB相比，LiODFB在碳酸酯类溶剂中有很好的溶解性，可为锂电池提供更高的比容量及更佳的低温循环性能；与LiBF4相比，LiODFB能更有效地在石墨负极表面形成SEI膜，同时可提高锂电池的高温性能。此外，LiODFB在烷基碳酸酯溶剂中具有更高的溶解度、黏度更低，并对Al集流体有很好的钝化作用。
  　　LiTFSI的分解温度在360℃以上，常温时的离子电导率略低于LiPF6，其电化学稳定性好，氧化电位约为5.0 V (vs.Li+/Li)，但它对Al 基集流体的腐蚀严重。解决方法有：添加可使Al表面形成钝化膜的物质，如LiBF4、LiODFB等；对TFSI-中的-SO2CF3基团进行修饰，以-C2F5和-F分别取代LiTFSI中的-CF3，得到两种具有更高热稳定性的锂盐LiBETI和LiFSI。
  　　溶剂  目前，商业化锂离子电池采用的溶剂一般为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物。环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)，链状碳酸酯主要包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)。近年来，新型的溶剂如甲酸甲酯(MF)、乙酸乙酯(EA)、亚硫酸丙酯(PS)、亚硫酸二甲酯(DMS)等被不断地开发，应用于电解液体系中以适应电池多样化的要求。例如，MF易于纯化，具有较高的介电常数、较低的熔点，由其配制的电解液具有很高的电导率，且能在低温下工作。另外，其电化学稳定窗口较宽(＞4.5V)，可用于LiCoO2、LiNiO2作为正极组成的电池中。DMS由于存在S=O键，分子极性强，其中S原子上有两个未成键电子，能与Li螯合，可单独用作电解液，与PC搭配时还能阻止PC嵌入石墨，改善电池的循环性能。
  　　添加剂  添加剂由于用量少且效果明显，一直以来都是电解液研发的重点。氟代碳酸乙烯酯(FEC)是近年电解液添加剂研究的热点，它可参与SEI膜的形成过程。在负极上形成的SEI 膜含LiF成分较多，膜阻抗较小，有利于Li+通过。另一种添加剂硼酸三甲酯(TMB)具有优良的成膜性能，可以提高电池的常温及高温下的循环性能，还能抑制电解液在高温下的分解，从而改善SEI 膜的性能。
　　　　　
凝胶聚合物电解质：
     诸多优点集一身
   
　　  相对于液态电解质，凝胶聚合物电解质(GPE)具有诸多优点。GPE一般包含聚合物基体和电解液两部分。聚合物基体能够有效吸附电解液，使其难以自由移动，从而避免漏液问题；该种电解质体系具有较少的液体，使其不易与电极发生反应，从而大大增加了界面稳定性。此外，支撑膜较小的内部孔径可以有效消除锂枝晶的生长，使得高容量的锂片应用于锂电池的负极成为可能。以下是两种典型的凝胶聚合物电解质：
  　　纳米复合凝胶聚合物电解质(NGPE)
  　　GPE中添加无机纳米粒子，可得到纳米复合凝胶聚合物电解质NGPE。无机纳米粒子的加入破坏了聚合物分子的规整性，使聚合物的玻璃化转变温度及结晶度降低，离子电导率提高。复合的纳米颗粒一般为电化学惰性填料，如SiO₂、TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃和MgO等。例如，加入TiO₂颗粒的PVDF-TiO₂/LiClO₄复合聚合物电解质，在体系结晶度降低的同时，还抑制了聚合物中晶体相的生成，离子电导率可达10^-3 S/cm。
　　　　多孔凝胶聚合物电解质(MGPE)
  　　多孔凝胶聚合物电解质是一种多相电解质，由液体电解质、凝胶电解质和聚合物3部分组成。液体电解质和凝胶电解质共存于两相，在温度变化较大时，也能保持较好的机械强度和尺寸稳定性。偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)是经典的MGPE之一。HFP的加入及与PVDF共聚可以明显降低体系的结晶度。PVDF-HFP体系形成的微孔网络结构比较稳定，可作为较好的凝胶聚合物电解质基体和隔膜。例如，加入LiPF6电解液的PVDF-HFP的MGPE室温离子电导率可达10^-3 S/cm。
　　　　　　　
固态电解质：
    大幅提升安全度
    
  　　液态锂离子电池由于采用易泄露、易挥发、易燃烧的碳酸酯作有机溶剂，在高温或极端条件下使用时，存在极大的安全隐患。使用固态电解质替代电解液，可以从根本上避免隐患的发生，同时还可以大幅度提升固态锂电池的能量密度。纯电动汽车想要实现接近燃油车的续航里程，采用固态电解质的固态电池几乎成为“救命稻草”。
　　　　无机固态电解质(ISE)
  　　无机固态电解质耐高低温、不易燃、安全性能极好。高性能的ISE要求具有较高的离子电导率和良好的电化学稳定性，对晶体结构的基本要求是：在晶格中移动的离子应该具有合适的大小；移动离子的亚晶格结构无序；移动离子和阴离子的亚晶格结构应该高度极化。能够满足上述要求的无机固态电解质主要包括氧化物和硫化物两大类体系。
  　　氧化物固态电解质在空气中稳定，对制备过程要求较低，易实现规模化生产。例如，石榴石结构氧化物Li7La3Zr2O12(LLZO)制备工艺相对简单，具有良好的电化学稳定性，是一种极具前景的固体电解质。但是其离子电导率较低，一般采用金属离子掺杂的方式提高其离子电导率。例如，Al 掺杂后的LLZO离子电导率可提高至10^-4 S/cm。
  　　晶态硫化物Li10GeP2S12(LGPS)是近年来硫化物电解质的研究热门之一，在各种锂超离子导体中显示出极好的导电性能，特别是在低温状态下其导电性能远超过有机电解液。室温下离子电导率可达12 mS/cm。即使在-40℃时，离子电导率仍可维持在0.41mS/cm，该材料还具有三维框架结构，电化学窗口能到达5 V(vs. Li/Li+)。
　　　　固态聚合物电解质(SPE)
  　　目前固态聚合物电解质主要以锂盐“溶于”聚合物基体的方式制备和应用。固态聚合物电解质具有界面结合性优异、形状设计灵活、柔韧适合卷对卷连续生产的优势。目前，越来越多新型的固态聚合物电解质正在研究开发之中，以期为高能量密度固态电池的设计和发展提供重要材料支撑。目前，研究较多的固态聚合物电解质是聚环氧乙烷(PEO)及其衍生物络合锂盐类聚合物电解质。PEO类聚合物在较高的温度下也有很好的离子电导率，且加工性能好。但PEO类聚合物电解质也存在室温离子电导率低、与金属锂负极相容性差等问题。
　　
  　　具有高能量密度、长寿命以及高安全性能的锂离子电池的发展依然任重而道远，它对锂离子电池电解质的高安全、低成本、高电导率提出了明确的要求。开发高安全性、宽温度范围、宽工作电压窗口、长循环寿命的电解质是今后永恒的主题。