锂离子电池在便携式电子设备、电动汽车及大规模储能等方面有着广阔的应用前景，传统的锂电池由于使用有机电解液作为电解质，从而存在着漏液、易燃、易爆等安全隐患。全固态电池中由于不含有机电解液而具有很高的安全性，而且全固态电池还具有高能量、高电压、低自放电、长循环寿命等优点，是下一代锂电池的发展方向。发展全固态电池的关键有两点:(1)发展高性能的固态电解质材料;(2)解决固态电解质材料与电极的界面问题。为此，本研究论文进行了以下几个方面的研究:　　对B掺杂的Li2CO3六方相的材料Li2.58C0.42B0.58O3作为锂离子电池固态电解质进行了研究，发现Li2.58C0.42B0.58O3的结构不同于Li2CO3或Li3BO3，其为六方相结构，空间群为P6122。热重差热曲线表明该材料在700℃以下具有良好的热稳定性。Li2.58C0.42B0.58O3是离子导电为主的导体，100℃时电导率为6.7×10-7 S/cm，500℃时1.4×10-2 S/cm，其离子电导率与Li2CO3相比有了至少两个数量级的提高，活化能也有了明显的降低。而且Li2.58C0.42B0.58O3的电化学窗口较宽，在0-5V vs.Li+/Li的范围内是电化学稳定的。本组的肖睿娟老师对该材料进行了理论计算，键价和的计算认为在Li2.58C0.42B0.58O3结构中存在着三维连续导通的锂离子通道，这为其具有较高离子电导提供了理论依据。分子动力学模拟认为，Li+在Li2.6C0.33B0.67O3中的迁移比在Li2CO3中更容易，迁移更快。　　为了降低固态电解质与电极界面电阻，我们尝试了使用液态电解质作为界面浸润剂，对固态电池的电阻及循环性能做了初步的研究。未使用界面浸润剂的全固态电池阻抗非常大，电池无法进行充放电循环，使用熔融盐LiFSI-NaFSI、LiFSI-KFSI作为界面浸润剂，当在其熔点之上的温度时熔融盐呈液态，可以很好浸润界面，降低界面阻抗。Li/PYR13TFS I+LiTF SI/LAGP/LiFSI+NaFSI/LiCoO2和Li/PEO+LiTFSI/LAGP/LiFSI+KFSI/LiCoO2电池在熔融盐的熔点之上分别以0.1C和0.05C的倍率可以进行充放电。但是电池的阻抗在充放电循环之后增大，界面阻抗的增加尤其明显。本实验证明使用熔融盐进行界面浸润来降低界面电阻的方法是可行的，浸润后的电池界面电阻降低，电池可以进行充放电循环，但是循环后的电池的界面阻抗依然有很大增加，从而导致了电池容量的衰减，所以，寻找合适的浸润剂以及设计更加合理的电池体系才能使固态电池充分发挥其优点，做到高电压、高容量、长循环寿命。　　对Li/LiFSI-KFSI/LiCoO2电池在80℃时的循环性能进行了研究，并进行了一系列的表征，发现在LiFSI-KFSI熔融盐电解质中LiCoO2可以进行脱嵌锂，但是电池的循环性能却很差，电池的容量不断的衰减，极化不断增大，库伦效率也较低。于是我们对循环前后的LiCoO2极片进行了SEM、Raman、XRD、XPS等测试，发现在循环后的极片表面存在微量的Li2CO3，K2SO4，LiF，Li2SO3及含N-，SO2F-，和NO2-等物质，而且分布不均匀。循环之后的LiCoO2 XRD谱峰有了明显的宽化，说明循环之后的LiCoO2晶体结构无序化增加了。TEM的结果表明循环后的LiCoO2颗粒表面非常粗糙不平整，被腐蚀地非常明显。我们认为由于循环过程中LiFSI-KFSI熔融盐电解质与正极LiCoO2的不稳定性，导致两者发生复杂的反应，LiCoO2颗粒表面被腐蚀，极片表面有少量SEI膜的生成，从而导致循环过程中电池极化增大，阻抗增大，容量衰减，库伦效率较低。