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锂离子电池作为一种高效的储能设备,被广泛应用在手机,笔记本电脑,太阳能电站,甚至电动汽车等设备上,是现代社会能源链条上重要的一环。但目前锂离子电池使用的电解质大部分为液态或者半液态的有机电解液,因此带来了漏液、易燃易爆、不耐高温等问题。使用固态电解质替换液态电解质制备全固态锂离子电池有望克服以上的缺点,所以固态电解质是能源领域一个重要的研究方向。本文分别采用溶胶凝胶法和固相法制备了锂离子固态电解质LATP和LiSrTiTaO6。研究了添加剂、阴离子替换、及制备工艺对样品锂离子电导率的影响;通过电化学阻抗分析、XRD、SEM、能谱分析、傅里叶红外分析等方法表征了样品的成分,结构和锂离子电导性能。主要工作如下:1.使用溶胶凝胶法制备了 Li.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP),研究添加LiN03、蒙脱土、In2O3或SiO2对LATP影响。实验表明,添加SiO2有助于样品离子电导率提高,最佳添加量为5 at.%。烧结温度提升至1100℃,保温 2h,Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 5at.%SiO2(LATPS)固态电解质的离子电导率高达1.98× l0-4 S cm-1。Li+～O2-离子间距小的样品晶粒电导率大,经计算其活化能为35.1 kJ mol-l。获得的LATPS的晶体结构为菱方晶系结构,空间群R3-c,晶格常数为a=b=8.494A,c=20.832 A。机理分析表明总离子电导率受到活化控制,Si在晶体结构中占据P的位置,即SiO4-四面体部分替换了 PO4-四面体,产生晶格扭曲和锂离子空位,从而提高锂离子电导率。2.使用固相法合成了钙钛矿型固态电解质LiSrTiTa06。通过F-替代O2-制备LiSr1-0.5xTiTa06-xFx提高样品锂离子电导率。氟替换量x=0.1,烧结温度为1300 ℃时,制备的样品相对密度达到97.63%,离子电导率导率达到了3 67×10-4 Scm-1,活化能为23.2kJ mol-1。微观结构观察表明,体系为立方结构,晶格常数a=b=c=3.926 A。样品平均粒径5 μm,晶体间接触紧密,体密度高。机理分析表明,F-替换O2-显著缩短钙钛矿结构AB03中B位原子与氧原子的距离,使B-O键增强,由于竞争关系使A-O键减弱,并通过这种A、B位的竞争关系使得电导率随F含量的增加先提高后降低。