社会发展对能源的需求不断增长,开发安全可靠的高能量、大功率储能装置已成为能源研究的前沿。自问世以来,锂离子电池（Lithium-Ion Batteries,LIBs）一直是便携式电子产品和电动汽车的主要储能解决方案,与其他二次电池相比,LIBs具有高能量密度和良好的循环稳定性。但是,传统LIBs使用的有机电解液存在很多缺点,例如:易燃、易漏、易腐蚀等,短路和过热都可能引起火灾等严重的安全事故。将传统电池里的有机电解液替换成固态电解质是解决上述问题的有效方案。固态电解质可以匹配锂金属和高压正极,使电池具有更高的能量密度。在众多固态电解质候选材料中,具有NASICON结构的Li1.7Al0.3Ti1.7（PO4）3（LATP）,因其较高的化学稳定性、离子电导率和安全性而备受人们关注。但是这类无机固态电解质仍然存在着硬而脆以及界面阻抗大等问题,并且离子电导率距离商业化应用仍需进一步提高。针对以上问题,本文在LATP中掺杂金属阳离子以及制备有机-无机复合固态电解质（Composite Solid Electrolyte,CSE）,旨在提高其离子电导率、降低界面阻抗以及提升电化学性能。本文主要研究内容如下:（1）采用水热法制备了LATP电解质粉体,并考察了pH值对其物相的影响。结果表明,当p H=7时制备的LATP纯度最高没有其他杂质相生成。本文首次使用Bi作为掺杂剂对LATP进行掺杂制备了Li1.7Al0.3-xBixTi1.7（PO4）3（x=0.01,0.02,0.03）（LABTP）电解质,考察了Bi掺杂量对电解质形貌、结构以及离子电导率的影响。结果表明,Bi掺杂有利于提高LATP的离子电导率以及致密度,当Bi掺杂量x=0.02时制备的LABTP电解质具有更高的致密度以及最高的离子电导率(室温下为6.31×10-4 S cm-1)。（2）为了改善固态电解质与电极之间的界面接触,降低界面阻抗。本文首次将有机聚合物聚乙烯醇缩丁醛（PVB）与LABTP/LATP电解质复合制备CSE,通过流延成型法得到一定厚度的固态电解质薄膜。研究了LABTP与PVB质量比对固态电解质的离子电导率的影响。我们发现,使用85 wt%的Li1.7Al0.28Bi0.02Ti1.7（PO4）3制备的CSE具有更高的离子电导率(在80℃下为1.03×10-3 S cm-1)。研究了最佳制备条件的CSE的电化学性能,以磷酸铁锂（LFP）作正极,锂金属（Li）作负极组装的扣式电池在室温下循环200圈后仍能保持146.2 m Ah g-1的比容量,库伦效率约为94.2%。（3）Bi掺杂的LATP离子电导率明显提升,但是电化学性能距离商业化应用还需进一步提高。本章实验将有机聚合物PVB与无机填料LATP按一定比例加入到乙醇溶剂中混合均匀得到浆料,采用静电纺丝法将浆料制成一定厚度的薄膜,并将其与纤维素复合作为支撑骨架。本文首次使用普通定性滤纸（Filter Paper,FP）作为纤维素源,FP与静电纺丝膜的结构相似,都属于纤维网状结构,省去了将纤维素二次加工的步骤,简化了实验流程,并且FP作为骨架可以使CSE具有更高的机械强度。最后,将制备好的骨架与具有高离子电导率的丁二腈（SN）复合制备成CSE。分析了LATP含量对CSE的形貌和电化学性能的影响,结果表明当LATP与PVB质量比为2:1时所制备CSE具有最高的离子电导率(60℃时达2.52×10-3 S cm-1),和最优异的电化学性能,以LFP作正极,Li作负极组装的扣式电池在室温下循环200圈后仍能保持150.7 m Ah g-1的比容量,库伦效率约为99.0%。