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全固态锂电池不仅在安全上,更在性能上均优于传统锂离子电池。一些新型的无机陶瓷电解质的室温下锂离子电导率甚至可以达到液态电解质的程度,但是其仍有界面阻抗大,与电极接触差的问题。PEO基聚合物电解质的室温下离子电导率虽然较低,但是与电极有着更高的界面稳定性。有机无机复合电解质结合了他们的优点:界面接触良好,同时有较高的离子电导率。对于有机无机复合电解质的微观结构优化,人们做了许多工作。相关研究表明,当复合电解质中的无机填料呈纤维状填充于聚合物基体,并且方向垂直于电池两极时,复合电解质拥有最优的复合结构,可以在相同的无机填料质量百分比的条件下,得到最高的离子电导率。但是目前尚无相关结构被成功制备。本文利用聚碳酸酯（Polycarbonate,PC）为模板合成了垂直排列的Li0.5La0.5Ti O3（LLTO）纳米阵列材料,并制备了静电纺丝LLTO纳米纤维与颗粒LLTO,通过与PEO（聚氧化乙烯）-Li TFSI基体,PVDF（聚偏氟乙烯）-Li Cl O4基体复合,制备了性能优异的自支撑柔性复合电解质。（1）通过溶胶凝胶–模板法首次成功制备了LLTO无机纳米纤维阵列材料,通过调节PC模板的孔径、热处理工艺等条件探索了制备工艺对LLTO纳米阵列微观形貌的影响。采用XRD、SEM、TEM等检测手段表征了样品的结构特征。X射线衍射分析（XRD）表明LLTO纳米纤维阵列材料为四方相钙钛矿结构LLTO,结晶度良好。扫描电子显微镜（SEM）及透射电子显微镜（TEM）分析结果表明,制备的样品为LLTO实心纳米纤维阵列材料。这些纳米纤维与基底基本垂直,部分倾斜的纳米纤维与垂直方向的夹角小于30°。纳米纤维阵列的纤维直径主要与模板的孔直径大小有关。孔直径为0.22μm的模板制备的LLTO纳米阵列具有170 nm左右的纤维直径,且此时纳米纤维排列整齐,尺寸均一,具有最好的形貌。（2）将LLTO纳米纤维阵列分别与PEO、PVDF两种聚合物复合,制备了LLTO纳米纤维复合PEO聚合物电解质与LLTO纳米纤维复合PVDF聚合物电解质;同时制备了静电纺丝LLTO复合PEO聚合物电解质、颗粒LLTO复合PEO聚合物电解质以及纯PEO聚合物电解质。当采用孔直径为0.22μm的PC模板制备LLTO纳米纤维阵列时,其与PEO聚合物复合制备的有机无机复合电解质的锂离子电导率为5.63×10-5 S cm-1;室温电导率与颗粒LLTO复合PEO聚合物电解质(1.32×10-5 S cm-1)和纯PEO聚合物电解质(2.82×10-6 S cm-1)相比,分别达到了4.3倍与20倍,提升效果明显。此外,该新型有机无机复合电解质的氧化分解电压可以达到5.5 V（vs.Li+/Li）。并通过XRD图像与偏光显微镜进行了分析,证实了在该复合电解质中,PEO基体的结晶性相比纯PEO聚合物电解质明显降低。此前还没有工作制备出快离子导体长纤维阵列材料,相对于颗粒LLTO复合PEO聚合物电解质,具有垂直LLTO纳米纤维结构的有机无机复合电解质带来了显著的电化学性能提升,这给有机无机材料复合电解质的相关研究带来了一些新的认识与思路。