固态电解质分为无机物固态电解质和有机物聚合物固态电解质两大类,这两种电解质都为不易燃材料,切实的保证了电池在工作过程中的安全性,有望成为下一代锂离子电池电解质的替代品。但是无机固态电解质面临两个重要的难题:固态电解质与固态电极之间有明显的相界面,导致电池的整体阻抗过大;电解质结构脆性明显,极易造成结构损坏。这两个缺点制约了纯无机固态电解质的产业化发展。聚合物固态电解质由聚合物基体材料和锂盐组成,在离子电导率方面,相对于无机固态电解质要低;其优点体现在聚合物电解质与电极之间具有较小的界面电阻,又有较宽的电化学稳定性窗口,与电极匹配性好,成功的应用在实际生产生活中。但是,使用聚合物电解质组装的电池需要在适宜温度下才能正常工作,电池低温性能差。基于两种电解质的优缺点分析,本文是从单纯无机固态电解质和单纯聚合物电解质合成出发,最终设计合成性能良好的复合物固态电解质。具体工作如下:1、通过球磨法合成Li_0.33La_0.55Ti O₃(LLTO)钙钛矿型无机物固态电解质,探究了不同球磨前驱体,不同二次烧结温度对电解质微观形貌的影响。合成的固态电解质的微观形貌为无定型结构、多孔结构、致密结构和片状结构。电化学方法分析结果表明:多孔结构的电解质有着较高的离子电导率,其离子电导率可以达到10^-5 S cm^-1,致密结构的电解质具有最好的对锂稳定性。本实验通过对比不同微观形貌的电解质的电化学性能不同,探究电解质的微观形貌对其离子传导速率和电化学稳定性的影响。2、通过两步法原位合成聚氨酯基聚合物固态电解质,在聚合物基上成功的接枝了含有锂盐的单体,合成了具有特殊结构的聚合物电解质。通过分析发现,这种单体的加入降低了聚合物电解质的结晶性,增加了聚合物电解质的离子电导率,其室温离子电导率可以达到10^-4 S cm^-1。其电化学窗口也达到了5 V,接枝了锂盐的聚合物电解质的锂离子迁移数达到了0.72。组装的全固态纽扣电池,在0.2 C的电流密度下循环100圈,可以保持97.3%的初始容量,初始容量可以达到130 m Ah g^-1。结果表明,接枝锂盐的合成方法提高了电解质的一些电化学性能,是一种有效的电解质改性手段。3、对已经合成的LLTO固态电解质和聚合物电解质SPE1进行复合,复合结果表明:聚合物电解质的掺入提高了无机物电解质的离子电导率,提高了电解质的电化学稳定性,使得其电化学稳定窗口也得到了拓宽。组装的全固态电池在60℃电流密度为0.2 C的条件下循环120圈之后还可以保持93%的可逆容量。实验结果证明了将聚合物电解质与无机固态电解质进行复合,是一种有效的改性电解质的方法。