本发明提供了一种聚合物电解质和含有该聚合物电解质的锂离子电池，所述聚合物电解质包括聚合物基体和分散于所述聚合物基体中的锂盐，其特征在于，所述聚合物基体是由含官能团a的梳形聚合物和含官能团b的无机纳米粒子发生化学反应得到，所述官能团a和所述官能团b各自独立地选自巯基、碳碳不饱和双键、碳碳不饱和三键、叠氮基团中的一种，且所述官能团a能与官能团b反应。通过接枝聚合物法将无机纳米粒子键合在聚合物基体上能显著提高聚合物电解质的离子电导率，将该聚合物电解质应用于锂离子电池，能显著提高电池的首次充放电容量。