固态锂电池是一种新型储能器件,使用固态电解质代替有机电解液,有望解决传统锂电池能量密度低和安全性差两大关键问题。相比于陶瓷电解质和聚合物电解质,有机-无机复合固态电解质具备优异的电化学性能,同时,能够与两侧电极形成良好而紧密的接触。其电化学性能优异、机械性能好、制备方法简单、生产成本低,易于实现商业化生产。开发并使用高性能的有机-无机复合固态电解质成为突破锂电池能量密度瓶颈、提高其安全性的必然发展趋势。为满足能量密度的要求,需同时使用高电压正极和锂金属负极,对于电解质,需满足高电导率、宽电化学稳定窗口、对两侧电极稳定、轻薄和抗锂枝晶等性能要求。本文选用不同聚合物基体及不同结构的无机填料,制备成分差异的有机-无机复合固态电解质,并对复合电解质的电化学性能及其固态电池的循环性能进行讨论。所开展工作内容以及主要结论如下:（1）通过静电纺丝法制备锂镧钛氧（LLTO）纤维,以聚丙烯腈（PAN）为基体,制备不同无机含量的PAN-LLTO复合电解质。测试复合电解质的电化学性能,并组装Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2/PAN-LLTO/Li电池,测试其室温下的循环性能。结果表明,复合电解质的离子电导率随LLTO含量的增加而发生变化,LLTO质量分数为10%时,复合电解质具有最高的离子电导率,室温下达到2.6×10-4 S cm-1。复合电解质的电化学稳定窗口随LLTO质量的增加而提升,但PAN基复合电解质在对锂循环测试中表现出对锂的不稳定性。Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2/PAN-LLTO/Li电池初始放电比容量较高,达到170 m Ah g-1,长时间循环过程中,容量衰减快,主要是PAN-LLTO与锂金属的不稳定造成的。（2）使用高温固相法制备锂镧锆钽氧（LLZTO）无机电解质粉体颗粒,以聚氧化乙烯（PEO）为基体,制备不同无机含量的PEO-LLZTO复合电解质。测试复合电解质的对锂循环稳定性,得到具有优异抗锂枝晶性的PEO-40LLZTO复合电解质。选择耐高压高离子电导率高的PAN-10LLTO复合电解质和具有良好抗锂枝晶性能的PEO-40LLZTO复合电解质,通过简单的加压叠加制备具有双层结构,室温离子电导率为1.7×10-4 S cm-1的复合电解质。组装Li Ni0.6Co0.2Mn0.2O2/PEO-LLZTO-PAN-LLTO/Li电池测试电池的循环稳定性及倍率性。与单层的PAN-10LLTO电解质相比,电池性能均有明显提高,库伦效率保持在99%左右,100圈充放电循环后仍保持133m Ah g-1的放电比容量。