本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及聚合物電解質(zhì)膜及其制備方法和鋰離子電池。該聚合物電解質(zhì)膜包括無(wú)紡布層和無(wú)紡布層表面上的聚合物電解質(zhì)層，所述聚合物電解質(zhì)層含有聚合物基體和分散于所述聚合物基體中的鋰鹽，所述聚合物基體含有由交聯(lián)劑提供的交聯(lián)結(jié)構(gòu)、由可交聯(lián)共聚物提供的共聚物鏈結(jié)構(gòu)和無(wú)機(jī)納米粒子。本發(fā)明提供的聚合物電解質(zhì)膜具有較高離子導(dǎo)電率、結(jié)晶度較低、柔韌性合適，以及其制備方法工序簡(jiǎn)單、成本更低。