随着人类社会的发展,下一代锂离子电池正朝着高能量密度、高安全性以及长循环寿命的方向发展。然而,传统的锂离子电池使用的有机电解液存在挥发、泄露、自燃等安全隐患,及其电极材料的实际比容量较低,难以满足高能量密度的发展要求。新型的固态电池被视为解决这些问题的重要途径,其核心在于研发高性能的固态电解质材料。本研究选用离子电导率较高(～10-3 S cm-1)、电导活化能较低（0.3～0.4 e V）以及机械性能优异的钙钛矿型无机固态电解质材料Li3xLa2/3-xTiO3（1/24<x≤1/6,缩写为LLTO）为对象,研究了其溶剂热法制备工艺。此外,针对目前LLTO复合电解质存在的电化学性能不稳定和机械性能较差的问题,本研究以优化后的Li0.33La0.557TiO3（x=0.11时）作为无机填料,分别采用溶液浇铸法与流延法制备了两种复合电解质材料,系统研究了相关电化学性能及性能优化机制。具体研究内容如下:（1）Li3xLa2/3-xTiO3粉末的合成工艺与性能研究。采用溶剂热法制备不同锂含量（x=0.08、0.11、0.12、0.14、0.167）的Li3xLa2/3-xTiO3陶瓷粉末,研究了锂含量与烧结温度对其物相结构的影响。当x=0.11且烧结温度不低于1000℃时陶瓷粉末的物相最纯,符合四方相结构的钙钛矿型固态电解质Li0.33La0.557TiO3,且该陶瓷粉末的颗粒粒径在100～200 nm。性能测试表明,Li0.33La0.557TiO3陶瓷纳米颗粒具有更高的热稳定性。（2）LLTO/PEO-Li TFSI复合聚合物电解质涂层的制备与电化学性能研究。采用溶液浇铸法,以LLTO陶瓷粉末为无机填料,PEO与Li TFSI为聚合物基体,分别在不锈钢垫片与磷酸铁锂正极片上制备不同添加量的LLTO/PEO-Li TFSI复合聚合物电解质涂层。结果表明,LLTO的添加可以降低聚合物基体的结晶性,且无机填料在聚合物基体中均匀分布。与聚合物基体相比,添加5 wt.%无机填料的5%LLTO/PEO-Li TFSI电化学性能提升最高,且组装成的固态电池在0.1 C下首次放电容量高达173 m Ah g-1,库伦效率为95.62%。此外,LLTO的添加可以降低聚合物基体与锂金属负极之间的界面阻抗。（3）LLTO/PEO复合固态电解质薄膜的制备与性能研究。采用流延法,将LLTO无机填料添加到PEO与Li TFSI聚合物基体中,并引入PVP作为粘结剂,在PET基板上制备不同添加量的LLTO/PEO复合固态电解质薄膜,厚度可低至24μm。结果表明,LLTO的添加显著降低聚合物基体的结晶性,且无机填料在聚合物基体中的分布均匀,两者之间的结合紧密。与聚合物基体相比,添加20 wt.%无机填料的20-LLTO/PEO复合固态电解质薄膜性能提升最高,具有优异的热稳定性、对锂稳定性、电化学以及机械性能,拉伸应变量高达950%。此外,由其组装的固体电池表现出较好的循环稳定性与倍率性能,在1.0 C与60℃下循环200圈后,放电容量仍有76.4 m Ah g-1。