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锂二次电池的安全性是下一代高容量电池发展中一个亟需解决的问题。与液体电解质相比,固体聚合物电解质能够有效避免电解液泄露带来的安全隐患,但是全固态聚合物电解质的电导率较低、电化学窗口较窄,本文选取硫化物电解质Li10GeP2S12(LGPS)和NASICON结构的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3(LAGP)作为活性填料与聚氧乙烯(PEO)进行复合,制备了多种具有较高电导率和电化学稳定性的新型自支撑复合电解质膜。1.将具有高电导率和高电化学稳定性的硫化物电解质LGPS引入PEO基聚合物电解质中,制备获得一种新型的有机无机复合聚合物电解质。实验发现LGPS的加入对PEO基聚合电解质的电导率、锂离子迁移数和电化学稳定性有着积极的影响。通过DSC测试复合电解质的相转变行为,讨论了LGPS对提高复合电解质电导率的作用因素。测试复合电解的电导率,结果显示最佳比例的复合电解质在60oC下电导率为4.29×10-4S·cm-1,电化学窗口为5.2V。以新型复合电解质组装的LiFePO4/Li固态电池具良好的循环稳定性和倍率性能,在60oC 0.5C下充放电50周后容量保持率为92.5%,60oC时0.1 C,0.2 C,0.5 C和1 C倍率充放电容量分别为158,148,138和99mAh·g-1。这种新型的有机无机复合聚合物电解质有潜力应用于未来固态锂金属电池中。2.将三种不同工艺制备的LAGP颗粒与PEO基聚合物电解质进行复合,对比不同LAGP颗粒对复合电解质性能的影响。对复合电解质的电导率、锂离子迁移数和相转变行为进行测试,结果显示结晶度高、粒径小的LAGP颗粒与PEO复合效果最好。相对于纯的PEO基聚合物电解质,最佳比例的复合电解质60oC下锂离子电导率提高了184%,同时电化学窗口增加至5.3V。但是PEO-LAGP复合电解质对锂界面阻抗较大,为了提高界面兼容性,在与金属锂界面处引入PEO-LGPS复合电解质,测试结果显示不仅对锂界面阻抗有了明显改善,电池性能也有了显著提高。