本发明涉及一种交联纳米复合聚合物电解质的合成方法，包括如下步骤：利用聚乙二醇和3‑异氰丙基三乙氧基硅烷制备硅烷化的聚乙二醇；将硅烷化的聚乙二醇溶解于去离子水和纳米颗粒二氧化硅溶胶所构成的混合溶液中，反应得到二氧化硅化聚乙二醇；将二氧化硅化聚乙二醇与交联剂NCO‑PPO2000‑NCO混合，得到交联纳米复合聚合物电解质。一种锂离子电池，将交联纳米复合聚合物电解质在模具中交联成膜并作为隔膜制得锂离子电池。本发明的有益效果是：具有较宽的电化学稳定窗口，满足市场上的高能量密度的需求,具有较高的离子电导率。