传统锂离子电池安全性,耐久性的问题日益突出。用无机固体电解质代替有机液体电解质不仅提供了广阔的电化学稳定性窗口,而且使电池更安全,更耐用,具有更高的能量密度。在无机固体电解质的各种潜在候选材料中,硫银锗矿型固体电解质Li₆PS₅X(X=Cl,Br,I)具有较高的离子电导率,良好的机械性能和宽的电化学窗口,因此被认为是最有前途的。但Li₆PS₅X(X=Cl,Br,I)还存在离子电导率仍需提高、对水氧比较敏感,对金属锂的稳定差、电解质和电极的界面不兼容等问题。针对这些问题,本论文采用双元素共掺杂改性的方法研究了如何提高硫银锗矿型固体电解质Li₆PS₅X(X=Cl,Br,I)的离子电导率和电化学稳定性,研究内容如下:(1)使用固相烧结法对硫银硫锗矿Li₆PS₅Br中Li位、S位进行Zn、O双元素掺杂,制备出不同掺杂比例的Li_6-2xZn_xPS_5-xO_xBr(0≤x≤0.15)电解质。通过对晶体结构和拉曼测试的研究,证实了ZnO掺杂成功。其中Li_5.7Zn_0.15PS_4.85O_0.15Br新型固态电解质在潮湿空气中表现出较高的稳定性,与电极材料具有较好的相容性。NCM811/Li_5.7Zn_0.15PS_4.85O_0.15Br/Li-In电池展现更高的初始库伦效率和倍率性能。(2)受到之前工作的启发,对P位的阳离子和S位阴离子进行掺杂,即用Si²⁺、O^2-取代Li₆PS₅Br中的P⁵⁺、S^2-。探讨Li_6+xP₁–_xSi_xS_5-2xO_2xBr(0≤x≤0.2)样品的化学稳定性和电化学性能。其中Li_6.1P_0.9Si_0.1S_4.8O_0.2Br电解质离子电导率为2.36×10^-3 S/cm和较好的对电极材料的界面稳定性。组装的NCM811/Li_6.1P_0.9Si_0.1S_4.8O_0.2Br/Li-In全固态电池展现出了较低的界面阻抗和优异的倍率性能。(3)使用固相烧结法对硫银硫锗矿Li₆PS₅I中P位、S位进行Sn、O双元素掺杂,制备出不同掺杂比例的Li_6+xP_1-xSn_xS5-_2xx O_2xI(0≤x≤0.5)电解质。其中制备的Li_6.3P_0.7Sn_0.3S_4.4O_0.6I电解质在室温下的电导率最高为2.03×10^-4 S/cm,比原始Li₆PS₅I离子电导率提高了一个数量级。同时表现出与金属锂良好的界面稳定性以及优异的抵抗锂枝晶的能力。组装全固态电池LiNbO₃@LiCoO₂/Li_6.3P_0.7Sn_0.3S_4.4O_0.6I/Li全固态电池具有具有较高的初始放电比容量和容量保持率。