本发明涉及聚合物电解质膜领域，公开了一种离子电池聚合物电解质膜，包括以下质量份原料：10~25份聚偏氟乙烯、30~55份复合聚合物基体、3~8份增塑剂和1~3份锂盐，所述复合聚合物基体为改性聚甲基丙烯酸甲酯‑氨基硅烷偶联剂‑导电纳米纤维素复合聚合物基体；所述改性聚甲基丙烯酸甲酯为端羧基化聚甲基丙烯酸甲酯；所述导电纳米纤维素为采用原位氧化聚合法将3，4‑乙烯二氧噻吩、磺基水杨酸和苯磺酸钠引入纳米纤维素，本发明通过制备改性聚甲基丙烯酸甲酯‑氨基硅烷偶联剂‑导电纳米纤维素复合聚合物基体，并与聚偏氟乙烯共混，提高聚合物电解质膜的离子电导率和机械性能。