本申請公開了一種固體電解質(zhì)膜及其制備方法、鋰離子電池，所述的固體電解質(zhì)膜是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的材料，該材料由鋰無機(jī)固體電解質(zhì)和聚合物復(fù)合構(gòu)成，鋰無機(jī)固體電解質(zhì)被填充在具有連續(xù)的三維海綿狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物中，鋰無機(jī)固體電解質(zhì)的一次粒徑在0.01～3μm，聚合物具有連續(xù)的三維海綿狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中聚合物的直徑在0.002～0.5μm，鋰無機(jī)固體電解質(zhì)和聚合物的重量比在70:30～95:5，該復(fù)合結(jié)構(gòu)還具有孔隙，孔隙大小在0.01～3μm，孔體積與整個復(fù)合材料的體積比在1％～15％，復(fù)合材料的整體厚度在1～50μm，拉伸強(qiáng)度大于10MPa。本發(fā)明的固體電解質(zhì)膜，其能保持鋰無機(jī)固體電解質(zhì)高的離子電導(dǎo)率的同時，還能提供良好的加工性能、機(jī)械性能、耐腐蝕性和抗氧化性。