全固态锂金属电池因其高能量密度和高安全性能而引起科研人员的广泛关注。然而,固态电池中的关键部分固态电解质还存在一系列亟待解决的问题,比如离子电导率低,电化学窗口窄,金属锂负极-固态电解质的界面接触差、锂枝晶易生长等问题。本论文以PEO基固态电解质为基础,通过加入双填料（即活性填料LLZTO颗粒和惰性填料纳米Ti O2）的方法,对PEO基固态电解质进行改性,着重研究了纳米Ti O2填料对PEO基复合固态电解质性能的影响。此外通过构建双层PEO基复合固态电解质,考察了其在低温、与高负载正极以及高电压正极材料的匹配等方面的性能。本论文主要研究内容如下:1.采用热处理方法通过调节烧结时间来获得不同表面氧空位浓度的Ti O2。在PEO-LTFSI-LLZTO复合固态电解质中,加入不同比例以及不同表面氧空位浓度的纳米Ti O2填料。研究结果表明,烧结时间为8 h的Ti O2（Ti O2-8 h）表面有丰富的氧空位。将Ti O2、Ti O2-1 h、Ti O2-8 h作为填料分别制备成固态电解质即PLLT、PLLT-1 h和PLLT-8 h。PLLT-8 h在25°C下离子电导率达到5×10-4S/cm,70°C时可达4×10-3S/cm。这归因于Ti O2表面氧空位的存在有助于LTFSI的解离和阴离子的固定。PLLT的电化学窗口高达5.4 V,Li/PLLT/Li在0.2 m A/cm~2电流密度能平稳的运行1000 h以上,过电势为50 m V,循环后的锂电极表面平整,没有明显的锂枝晶形成。2.通过简单的涂覆法制备构筑双层固态电解质（D-SSE）。与正极接触的为离子导电率高的PLLT-8 h,与负极接触的为界面稳定性高的PLLT。通过简单涂覆法制得的双层固态电解质内部没有明显的分层。研究结果表明,D-SSE在室温环境下工作的离子电导率为2.8×10-4S/cm,电化学窗口约为5 V,离子迁移数为0.52,;Li/D-SSE/Li在0.2 m A/cm~2电流密度能够稳定运行1500 h,过电势为40 m V。LFP/D-SSE/Li电池在25°C 0.1 C运行200圈后,放电比容量为159.7 m Ah/g,容量保持率达到97.3%,倍率达到2 C时,其放电比容量维持在91.2 m Ah/g;在0°C时电池首圈放电比容量为134.5 m Ah/g,运行50圈后放电比容量保持率为81.8%,在-20°C时依然能够循环30圈。匹配高负载（10 mg/cm~2）LFP正极,放电比容量达到144.6 m Ah/g,循环100圈后容量保持率为87.1%。与高压正极NCM811组装的电池放电比容量为243.8 m Ah/g,100圈后的容量保持率为76.2%。