固态锂电池能够满足高能量密度和高安全性的要求,被认为是具有前景的化学储能技术,引起广泛研究。作为电池组成中重要的一部分,固体电解质是发展固态电池技术的一个关键课题。有机-无机复合电解质兼具了柔性与机械强度,具有良好的综合性能。在无机全固态锂电池技术发展尚不成熟的今天,可以作为传统液态锂离子电池向无机全固态锂电池过渡的固态电池技术。硫化物固体电解质是目前离子电导率最高(10^-410^-2 S·cm^-1)的一类固态电解质,它具有许多优良特性,最有希望应用到无机全固态锂电池中。本文研究了固体电解质的制备及其电化学性能,主要内容如下。（1）通过溶液浇铸法将石榴石型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZTO）粉体与聚氧化乙烯（PEO）进行复合,制备不同LLZTO含量的PEO-LiTFSI-LLZTO复合固体电解质膜。当LLZTO的含量为19.1wt%时,电解质综合性能最佳。离子电导率在50℃下达2.83×10^-4S·cm^-1;离子迁移的活化能为0.523 eV;电化学稳定性窗口约4.62 V。经过26天的高温储存,界面阻抗稳定保持在61Ω,表明PEO₈-LiTFSI-19.1wt%LLZTO对锂金属有良好的界面稳定性。（2）PEO₈-LiTFSI-19.1wt%LLZTO复合固体电解质应用于高镍三元材料（NCM622）。通过一步湿化学方法制备电解质修饰的正极极片。极片中PVDF-SCN-LiTFSI电解质包裹在NCM622的表面,形成彼此连接的离子传输通道,构成有效的导电网络。极片的反应极化降低,动力学性能提高。组装的NCM622|复合电解质|Li固态锂电池在50℃下具有良好的倍率性能和循环稳定性。循环过程的库仑效率接近100%,保持稳定状态超过100圈,并且容量衰减现象得到缓解。（3）初步探索Li₃PS₄硫化物固体电解质的制备。NMF液相法合成电解质的室温离子电导率为1.04×10^-6 S·cm^-1。THF液相法制备的白色粉末经过140℃热处理后,离子电导率为1.18×10^-5 S·cm^-1,比NMF液相法制备的电解质高一个数量级。高能球磨法制备的硫化物电解质离子电导率更高,超过10^-4 S·cm^-1,因此高能球磨法是最佳的制备方法。高能球磨法最佳的球磨时间为14 h。制备的电解质为玻璃态,其室温离子电导率约为3.13×10^-4 S·cm^-1。Li₃PS₄玻璃经过245℃热处理后,形成Li₃PS₄玻璃-陶瓷相。电解质的离子电导率提高至6.87×10^-4 S·cm^-1,且具有良好的电化学稳定性。