高能量密度的锂金属电池被广泛认为是最有前途的下一代可充电的储能器件。但是,常规的液态电池具有很大的安全隐患,例如电解液泄漏、电池短路引起燃烧甚至爆炸。固态电解质由于其安全性能高而越来越受到关注。但是固态电解质本体的离子电导率不够高以及和正负电极高的界面阻抗是影响全固态电池发展的主要因素。本论文主要设计了有机无机复合电解质,构筑了一体化全固态电池结构,并发展了低阻抗、高稳定性陶瓷固态电解质与正负极界面的构筑方法。论文首先将不同形貌（微米颗粒和纳米线）的Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）与聚合物电解质聚氧乙烯（PEO）/双（三氟甲烷磺酰）亚胺锂（Li TFSI）复合制备了有机无机复合固态电解质,并探索了其对抑制锂枝晶的影响。研究发现LLZO纳米线均匀地分布在PEO/LITFSI（PL）电解质膜中,并能够有效提高复合电解质的离子电导率和机械强度,从而诱导锂的均匀沉积、抑制锂枝晶生长。使用PEO/LITFSI+LLZO纳米线电解质膜（PLLN）的锂对称电池可以稳定地在60°C下循环1000小时不发生短路。之后使用PL为正极粘结剂,PLLN为固态电解质,设计了一种具有优异电化学性能的一体化全固态电池。高温下电解质和正极中的PEO融合形成一体化结构,能够有效的增强正极和电解质的兼容性和稳定性,保证循环过程中高效的锂离子传输。所制备的一体化Li Fe PO₄/PLLN/Li电池在60°C和45°C下均表现出良好的电化学性能。此外,将PLLN同时作为正极粘结剂和电解质,能够进一步提高60°C下电池的库仑效率,使得全固态电池循环性能得到进一步改善。最后,由于复合固态电解质受到聚合物成分的影响,电池很难在常温下正常运行。因此,为了设计出常温下能够工作的固态电池,论文对致密陶瓷Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZTO）的表面进行磁控溅射Zn修饰,再通过熔融Li形成的合金能够显著降低界面阻抗（130万欧姆降至400欧姆）。含有极微量电解液的准固态电池Li Co O₂/LLZTO-Zn/Li表现出良好的常温性能。最后利用向高离子电导率的塑晶材料丁二腈和LITFSI中添加LLZO纳米线,进一步提高了界面的机械性能和稳定性,减小了正极和陶瓷电解质的接触阻抗,并成功制备了全固态电池。