固态锂电池因其安全性和高能量密度被认为是一种极有前景的能量存储载体。其中,固体电解质的开发对于实现固态锂电池的商业化至关重要。复合固体电解质作为固体电解质中备受关注的一种,它是通过将无机颗粒与聚合物复合而得到的。与无机陶瓷固体电解质和有机聚合物固体电解质相比,复合电解质兼具柔性、与电极接触良好、离子电导率高、电化学性能稳定等优势。利用无机颗粒的特性及分布情况可以提高复合固体电解质离子电导率与电化学稳定性,优化锂离子传输路径以及增强与正负极的界面相容性。研究工作采用溶液浇铸和喷雾制膜两种方法,基于Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12（LLZTO）与聚偏氟乙烯（PVDF）,制备出两种无机填料分布状态不同的复合固体电解质。探究这两种复合固体电解质的表面性质、电化学性能、对锂稳定性以及Li Co O2/Li固态电池的循环性能。取得的主要结果如下:（1）采用固相烧结的方法制备了粒径约为200 nm的立方相LLZTO颗粒,通过溶液浇铸法制备了PVDF/LLZTO复合电解质。由于LLZTO颗粒在PVDF基体中团聚,导致复合电解质表面粗糙、杨氏模量与表面电场分布不均匀,电解质具有较低的机械性能（～5.2 Mpa）与电化学窗口（～4.8 V）。30℃条件下,LLZTO质量分数比例为12%时复合电解质获得9.8×10-5 S cm-1的最大离子电导率,而质量分数达到35%时离子电导率为7.6×10-5 S cm-1。（2）为了促进LLZTO颗粒在PVDF基体中均匀分散,通过喷雾制膜法制备了PVDF/LLZTO复合电解质。由于LLZTO在PVDF中分布均匀,使得复合电解质表面平坦致密,同时电解质表面具有均匀的杨氏模量与表面电场分布,提高了复合电解质的机械性能（～7.1 Mpa）与电化学窗口（～5.0 V）。30℃条件下,LLZTO质量分数为12%时复合电解质离子电导率为1.07×10-4 S cm-1,质量分数为35%时获得1.86×10-4 S cm-1的最大离子电导率。（3）分别探究了以溶液浇铸法和喷雾制膜法制备的PVDF/LLZTO作为电解质膜的锂对称电池与Li Co O2/Li电池的循环性能。在0.1 m A cm-2电流密度下,使用溶液浇铸法制备的PVDF/LLZTO电解质与锂金属组装的对称电池,循环60 h后断路失效。相应的Li Co O2/Li固态电池循环22次失效,初始放电比容量仅为108 m Ah g-1。相同条件下,以喷雾制膜法制备的PVDF/LLZTO作为电解质膜组装的锂对称电池可以稳定循环1000 h。相应的Li Co O2/Li固态电池初始放电比容量为140 m Ah g-1,稳定循环150次后容量保持率为86%,并且在循环过程中保持了99.4%的库仑效率。