一种锂离子聚合物电解质膜及其制备方法与应用，涉及固态电解质领域。本发明实施例的锂离子聚合物电解质膜的制备方法是将磺化聚噁二唑原液进行凝固，得磺化聚噁二唑薄膜，再将磺化聚噁二唑薄膜与锂盐进行反应，得聚噁二唑磺酸锂电解质膜；或者，将磺化聚噁二唑原液和锂盐制备聚噁二唑磺酸锂溶液，再进行凝固成膜，得聚噁二唑磺酸锂电解质膜，该方法简单，易操作；本发明实施例的聚噁二唑磺酸锂电解质膜的室温离子电导率高，电化学稳定性好，阻燃、耐热性能优异；本发明实施例的锂离子聚合物电解质膜的应用是将锂离子聚合物电解质膜用作固态锂电池的固态电解质膜。