三元全锂电解质（LiCl-LiBr-LiF）在高温下融化为离子导体,但是其融化和流动时,会产生“融溢”问题,可能会造成电池短路。Li₇La₃Zr₂O₁₂固体电解质材料具有晶界电阻小,热稳定性和化学稳定性好的特点,有望用作锂热电池电解质。然而,Li₇La₃Zr₂O₁₂材料制备工艺存在烧结温度高、反应复杂等缺点,需进一步优化与改进;实际应用中,Li₇La₃Zr₂O₁₂材料较熔融盐的电导率低,导致放电性能稍差。本文对Li₇La₃Zr₂O₁₂材料的制备工艺优化与改进,制备了Li₇La₃Zr₂O₁₂-LiCl-LiBr-LiF复合电解质材料和Li₇La₃Zr₂O₁₂电解质陶瓷片,主要从改善Li₇La₃Zr₂O₁₂材料的导电性与电池寿命两方面做了系统的研究。首先,分别采用高温固相法和溶胶凝胶法制备Li₇La₃Zr₂O₁₂材料,通过对所得材料的物相结构和微观形貌进行表征,确定Li₇La₃Zr₂O₁₂电解质材料的最佳制备工艺。研究所得材料的电化学性能,结果表明,Li₇La₃Zr₂O₁₂材料在500℃⁵75℃,40 mA·cm^-2100 mA·cm^-2范围内均能够正常放电。在550℃、80 mA·cm^-2下,高温固相法和溶胶凝胶制备Li₇La₃Zr₂O₁₂材料所组装单体电池的比容量分别为171.4 mAh·g^-1和174.3 mAh·g^-1,活性物质利用率达到64.92%和66.02%。相较于热电池中曾用的LiCl-LiBr-LiF,活性物质利用率至少提高了20%;并且Li₇La₃Zr₂O₁₂材料所组装单体电池未发生融溢,提高了电池的安全性。其次,分别采用LiCl-LiBr-LiF和聚偏氟乙烯作为添加剂,制备复合电解质材料和Li₇La₃Zr₂O₁₂陶瓷片,并对其物相结构和电化学性能表征。结果表明,在550℃,80 mA·cm^-2下,高温固相法和溶胶凝胶法制备复合电解质材料组装的单体电池的比容量分别为224.6 mAh·g^-1和200.8mAh·g^-1,其活性物质利用率为85.08%和76.06%;两种合成方法制备的Li₇La₃Zr₂O₁₂陶瓷片组装单体电池的放电比容量分别为141.2 mAh·g^-1和151.9 mAh·g^-1,活性物质利用率分别为53.48%和57.23%。最后,分析了Li₇La₃Zr₂O₁₂系列电解质材料的经济成本,发现Li₇La₃Zr₂O₁₂系列电解质材料的成本较LiF-LiCl-LiBr电解质材料成本要低。Li₇La₃Zr₂O₁₂固体电解质材料有望作为锂热电池电解质使用,并且在热电池技术中得到实际应用。