锂离子电池因为具有能量密度高、输出功率大、电压高、自放电小等优势,成为了现代社会中不可替代的优良储能设备,也是目前商业化储能电源的主流。然而传统基于电解液的锂离子电池在使用时负极会发生不均匀的沉积而形成的锂枝晶,容易刺穿隔膜导致电池内部短路,使锂离子电池在使用时存在严重的安全隐患,很大程度上抑制了锂离子电池的发展。若采用固态电解质代替电解液而组装成全固态锂离子电池,则可以从根本上解决锂离子电池的使用安全问题。全固态锂离子电池还具有组装工艺简单、能量密度高、循环寿命长、工作温度区间大等优点。全固态锂离子电池一般由正极、锂负极和固态电解质三部分组成,其中固态电解质是全固态锂离子电池的核心组件。固态电解质种类繁多,主要包括无机固态电解质（氧化物、硫化物）、聚合物以及聚合物/无机物复合固态电解质。其中无机固态电解质材料因为具有不含易燃易挥发的成分,机械强度高和耐高温性能好等优点而得到广泛的应用研究。硼氢化锂（LiBH₄）因其在120℃的条件下转变成P6₃mc相,具有高达2×10^-3 S cm^-1的锂离子传导率而得到广泛的研究。人们通常采用对Li BH₄进行掺杂复合或将其装载到电子绝缘的纳米孔道内中进行空间限域处理的方法改善其在室温条件下的离子电导率。但是,对LiBH₄进行单一方法的改性所展现出来的电导率性能仍难以满足在室温条件下的使用要求,需要进一步对其进行改性。在对前期研究工作和相关文献进行综述的基础上,本论文以LiBH₄材料作为研究对象,通过掺杂复合和空间纳米限域等策略进行性能优化,制备出离子电导率高、电化学窗口宽、使用范围广的高性能固态电解质材料,并对材料的结构特性和电化学性能进行了系统研究。主要工作如下:（1）LiBH₄基固态电解质的掺杂改性及性能研究:结合LiBH₄固态电解质材料固有的优势,以Li BH₄材料为基础,选用不同的锂盐对LiBH₄进行掺杂改性,并对制备材料的机理通过表征进行初步的研究。选用掺杂的锂盐有Li NH₂、Li I和含有较大阴离子集团的锂盐如:Li BF₄、LiPF₆、LiAlH₄、Li₃PO₄等。在高氢气压力条件下通过高温煅烧的方法实现对Li BH₄材料不同类型的掺杂改性。通过向Li BH₄中引入不同的离子,可以改变Li BH₄的结构,促进LiBH₄对锂离子的传输。还可通过调整Li BH₄和锂盐的配比,选出电导率性能比较好的比例,制备具有高锂离子电导率的Li BH₄基固态电解质材料。掺杂改性后的材料电导率性能相比于纯Li BH₄可提升两个数量级,室温下材料的电导率性能达到5×10^-5 S cm^-1以上。（2）Li BH₄基固态电解质的N掺杂-空间限域及性能研究:在上一部分工作基础上,采取以下两种方案,实现对Li BH₄的N掺杂,以改善LiBH₄在室温下的离子电导率和其他电化学性质。1)选取一定化学计量比的Li BH₄和LiNH₂进行球磨煅烧处理,实现LiBH₄的N掺杂,之后通过熔融浸渍的方法将N掺杂的LiBH₄以不同的质量占比加载进入SBA-15孔道中,实现对LiBH₄进行N掺杂和空间限域处理的协同作用。2)将一定比例的LiBH₄加载进入SBA-15中形成固态的Li BH₄@SBA-15材料,随后选用气体分子NH₃与材料反应,因LiBH₄与NH₃发生反应可形成LiBH₄·NH₃,可实现对介孔孔道中的LiBH₄进行N掺杂的效果。制备的材料电导率性能优异,室温下电导率就可达到10^-4 S cm^-1以上。选用的介孔材料SBA-15因具有低的离子和电子导电率、介孔孔径可连续调节、孔隙率高等优点是对材料进行空间限域的理想载体。（3）LiBH₄基固态电解质的Li I掺杂-空间限域及性能研究:由Li I掺杂的LiBH₄所形成的Li₄（BH₄）₃I在室温条件下可以保持电导率较高的P6₃mc相,将其装载到SBA-15的纳米孔道中,通过调整加载到SBA-15中的载入方法和载入量,制备出在室温条件下具有高锂离子电导率的LiBH₄基固态电解质材料,电导率性能达到2.5×10^-4 S cm^-1。且该电解质具有非常好的锂负极稳定性,基于该电解质材料装配的Li-S和Li-LiCoO₂全固态电池展现出较好的循环稳定性。综上所述,本论文首先通过对LiBH₄进行不同类型锂盐的掺杂研究复合,筛选出有利于改善离子传导性能的适宜锂盐,随后基于空间限域的策略实现对LiBH₄掺杂复合与纳米限域的协同优化作用,制备出离子电导率高、电化学窗口宽、适用范围广的固态电解质材料,并应用于全固态电池。该工作对络合氢化物基电解质材料的研究具有重要的指导意义,为固态电解质材料和固态电池的设计与开发提供了一种新的思路。