目前阻碍锂电池进一步发展的主要障碍在于液态电解液具有高度易燃且易泄露、有毒等缺点,这导致锂电池内部热不稳定性加剧,极易引发热失控和爆炸等安全问题,固态电解质材料因其高安全的特性成为未来锂离子电池高要求的必然选择。全固态陶瓷电解质中,钙钛矿型陶瓷Li0.33La0.557Ti O3(LLTO)因具有较高的离子导电性而备受关注,但存在界面阻抗过大与界面有效接触较弱的问题。聚碳酸乙烯酯(PEC)由于其具有良好柔韧性以及对锂盐超高溶解性也受到人们的青睐。PEC基固态聚合物电解质的导电性随锂盐浓度增加而增加,却会伴随其机械性能的牺牲,这严重影响了其作为电解质材料的安全性及实用性能。如何提高PEC基固态聚合物电解质的离子电导率而不影响其机械性能成为研究PEC基固态聚合物电解质的关键。本论文工作旨在研究和开发高性能复合固态电解质。通过优化电解质中各组分含量配比和无机填料微观结构,从而设计构建优势互补的复合固态电解质,减小无机固态电解质较大的界面阻抗和提升聚合物电解质室温下较低的离子电导等问题,进而促进复合电解质的实际应用。本文通过将LLTO陶瓷与有机电解质PEC结合构建成性能优异的复合电解质材料,进行了相关内容的探究,具体研究内容如下:(1)通过静电纺丝技术制备LLTO陶瓷纳米线填料,探索了纺丝过程中的纺丝液浓度、热处理工艺等条件对LLTO纳米线微观形貌的影响。并将之与PEC-25wt.%Li TFSI复合得到复合型固态电解质,主要从离子电导率和电化学稳定窗口两个参数指标进行复合固态电解质中陶瓷填料组分最佳含量配比的探究。结果表明,组分PEC-25wt.%Li TFSI-5 wt.%LLTO的电解质膜具有最优的室温锂离子电导率6.21×10-5S·cm-1,与不添加LLTO陶瓷的纯PEC-25wt.%Li TFSI聚合物电解质相比,其室温锂离子电导率提高了50.44%。说明伴随LLTO陶瓷线的复合,由于LLTO本身优良的锂离子传导能力,填料又增强了聚合物的链段运动,纳米线形貌提供了较长的锂离子传输路径,提高了锂离子电导率,导致电解质膜的锂离子电导率上升。(2)利用锂离子电导率高的LLTO陶瓷线与聚合物电解质复合,获得了室温锂离子电导性能优异的陶瓷复合聚合物电解质。随着LLTO陶瓷线直径的增大,电解质膜的锂离子电导率逐渐下降。组分PEC-25wt.%Li TFSI-5 wt.%LLTO(d=250 nm)的电解质膜具有最优的室温锂离子电导率7.91×10-5 S·cm-1,而同样条件下制备的PEC-25wt.%Li TFSI-5 wt.%LLTO(d=750 nm)聚合物电解质膜室温锂离子电导率仅为5.80×10-5 S·cm-1。(3)采用同轴纺丝技术成功制备了中空LLTO陶瓷纳米管,以PEC-50wt.%Li TFSI为电解质基质材料,将两者结合采用溶液浇铸法制备复合聚合物电解质。纳米管由于其特殊的中空形貌能提供更多的连续锂离子快速传输通道,可以有效增强复合聚合物电解质的离子导电性。交流阻抗检测结果显示中空纳米线陶瓷复合固态电解质在室温下锂离子电导率达1.73×10-4 S·cm-1,氧化分解电位可达5.5 V(vs.Li+/Li),锂离子迁移数高达0.77,远远高于普遍聚合物电解质中的锂离子迁移数(0.2-0.4)。进一步的力学性能测试结果显示,复合材料拉伸强度从1.10MPa提升至1.83MPa,说明中空线填充的电解质能在提高离子电导率的前提下还能改善复合电解质的机械性能。