锂离子电池作为新型的清洁高效能源,已广泛应用于3C产品之中。随着锂离子电池市场应用的普遍化,安全性与稳定性的问题迫待解决,全固态电池应运而生。而钙钛矿型固态电解质Li_0.24La_0.587TiO₃(LLTO)不仅工作温度范围宽,且具有可观的总离子电导率,十分具有研究前景。但与有机电解液相比,其离子电导率还有待进一步提高,这也是决定LLTO能否进入市场应用的关键所在。本文选用了纯相LLTO,B位(Al、Sn、Ta或W)掺杂LLTO以及A、B位(Ca、Ta或Ba、Ta)共掺杂LLTO作为主要研究对象,采用固相反应法制备LLTO系列样品。并采用XRD、SEM、拉曼光谱和XPS等手段对LLTO的物相、致密度、微观形貌和微观结构进行表征。对LLTO电解质片的电化学性能进行表征,并建立了结构–电化学性能关系。制备了纯相LLTO电解质片,确定了制备工艺参数、微观形貌及电化学性能测试手段,为掺杂样品提供了实验基础。纯相LLTO致密度高达96.2%,具有富/贫La结构。其总电导率高达1.52×10–4S·cm–1,活化能为0.39e V。研究了半径较小的Al或W掺杂LLTO。以掺杂量为变量,通过XRD,SEM和电化学阻抗谱研究了其微观结构和电学性能。发现Al具有稳定LLTO立方相的作用,且有利于LLTO的致密化。相反,W掺杂LLTO的致密度很低,仅有90%左右。但是,无论Al或W掺杂样品,其电学性能都较差,仅有10–6–10–5S·cm–1左右。以掺杂量为变量,研究了半径较大的Sn或Ta掺杂LLTO固态电解质的物相,结构与电化学性能并建立了相应的关系。发现在1350o C烧结12h的Sn或Ta掺杂LLTO具有较高的致密度(96.2%–97.9%)和高电导率,其中LLTTa0.04O和LLTSn0.02O的总电导率分别为4.09×10–4S·cm–1和2.98×10–4S·cm–1,与纯相LLTO相比,掺杂样品的总电导率增加了一倍以上。此外,Sn或Ta掺杂可以显着降低活化能,其中,LLTTa0.04O的活化能低至0.31e V。建立了B位掺杂元素对LLTO的结构与总电导率的影响,并探究二者之间的关系。发现半径较大的元素掺杂可以扩大锂离子传输通道,从而对LLTO的电导率产生积极影响。相反,半径较小的元素掺杂不利于LLTO电导率的提升。并且,相对密度的提高,A位有序度的降低和锂离子空位浓度的提高,都能够有效的改善LLTO的总电导率。研究了Ca、Ta双掺杂及Ba、Ta双掺杂LLTO固态电解质的物相及电化学性能。虽然二者的致密度均有所提高,但是半径较大的Ba阻挡了Li离子的传输,而半径较小的Ca又减小了Li离子的传输通道,因此都不能进一步改善LLTO的总电导率。