化石能源开发过度导致的污染和资源短缺问题日益严峻，解决手段应使资源利用、环境保护与社会发展并驾齐驱，可再生的清洁能源的开发势在必行。目前，锂金属电池在经济性、安全性和能量转换效率等方面取得了重大突破，电解质作为固态锂电池中必不可少的部件，能够极大的影响锂电池的性能。 海藻纤维（AF）有海藻多糖制备而成，不仅具有优异的热稳定性可以保证其制品的安全性和阻燃性，其良好的机械加工性使得其经过简单加工便具备成为新一代生物基电池隔膜的可能，另外海藻纤维上丰富的活性官能团（如-OH、-COOH等）有利于进一步通过化学手段改性引入促进锂离子传输的活性位点，保证其高效的离子传输能力。 本研究致力于天然生物材料海藻纤维在提升锂电池PEO基电解质中Li+传输的研究，综合利用了海藻纤维优异的结构和形貌，设计出高离子传输性能的骨架材料与聚合物基体结合形成高性能复合电解质。通过多种表征手段对其形貌结构、电化学性能、电池性能进行了测试分析，同时利用理论模拟的手段进一步研究其Li+传输路径和Li+迁移机理。 通过海藻纤维接枝聚醚胺设计了具备高离子传输能力的3D结构生物基材料，通过浇筑法将其与PEO/LiTFSI结合后形成复合电解质PEO@AF-PEA，基于海藻纤维优异的阻燃能力，AF-PEA隔膜和PEO@AF-PEA电解质均具备了阻燃耐高温的效果，同时3D骨架结构为PEO@AF-PEA提供了良好的机械性能。接枝的PEA链提升了锂离子的传输能力，通过模拟3.2 V电场驱动下离子传输的场景进一步验证了适中长度的接枝链段帮助Li+在纤维结构中的均匀分布和快速迁移，从而保证了其装配成电池后的稳定循环和倍率性能。所设计的PEO@AF-PEA400电解质在80 °C时离子电导率达到了6.7 × 10-4 S cm-1，迁移数达到了0.58，装配的LFP/Li电池在2 C的电流密度下可以稳定循环1500圈（每圈容量衰减小于0.016%），同时可以在10 C时保持62 mAh g-1的比容量，为生物纤维材料在提升PEO基聚合物电解质Li+传导性、安全性方面提供了可行的手段。