新兴领域如新能源技术、电动汽车和智能电网的飞速发展对储能器件的各项性能提出了更高的要求。液态锂离子电池具有循环性能好、自放电小等优点,但是其成本高、安全性差和能量密度低的缺点阻碍了其在新兴领域中的应用。钠离子电池的成本低于锂离子电池,这使其在大型储能领域更有优势,但是液态钠离子电池同样存在自燃和电解液泄露的危险。采用固体电解质代替有机电解液可以解决锂离子电池和钠离子电池的安全问题,同时提高其理论能量密度。然而,现有的固体电解质存在电导率低和稳定性差的缺点。针对这一难题,本论文对三类固体电解质展开了研究:探究了 Na2Zn2TeO6电解质的离子传导过程及其改善方法,并设计和合成了一种新型受主掺杂LiTaSiO5电解质;另外,采用2D LDH纳米片对PEO基电解质进行改性,探究其对电解质电化学性能的影响和相应的全固态电池性能。主要研究结果如下:1.Na2Zn2TeO6电解质的稳定性好,制备温度低,作为钠离子固体电解质具有很大潜力。通过固相反应制备了 Na2Zn2TeO6电解质,首次从缺陷化学的角度分析其晶粒体和晶界的电导特性。在-40℃下Na2Zn2TeO6电解质的有效载流子仅占全部Na+的6%,且在晶界处存在肖特基势垒,后者导致其晶界电导率比体电导率低两个数量级。通过Ga掺杂可以引入钠空位VNa和带正电的点缺陷Ga·Zn,提高电解质的有效载流子浓度和迁移率,并降低晶界的肖特基势垒,掺杂Ga后Na2Zn2TeO6的电导率提高了 1.5 倍,达到了8.3×10-4 S cm-1。2.结合第一性原理计算和材料表征研究了新型受主掺杂LiTaSiO5电解质的组成、结构、电化学性能和离子传导机理。在未掺杂的LiTaSiO5中锂离子传导发生在孤立的准一维通道中,且受到很大阻碍;受主掺杂,如Zr掺杂在Ta位,能够使LiTaSiO5中的锂离子同时占据高能位点和低能位点,实现多个离子的协调迁移,并且锂离子的分布更加无序化,从而改善电解质中的锂离子传导。在Zr掺杂的LiTaSiO5电解质中存在由准一维迁移链和链间通道构成的三维迁移网络,通过优化掺杂浓度,其电导率可达到2.75×10-5 S·cm-1比LiTaSiO5高两个数量级,相应的活化能为0.34 eV,且该电解质为纯离子导体。3.研究了 2D LDH纳米片对PEO基电解质相关性能的影响以及相应的全固态电池性能。当2D LDH浓度为5 wt.%时,复合电解质的电导率最高,在30℃时为1.1×10-5S cm-1,相应的锂离子迁移数为0.42,电解质的电化学稳定性和机械性能也有所提升。复合电解质性能的全面提升使其对金属锂的稳定性也得到改善,相应的Li/Li对称电池可以在500 μA cm-2下稳定循环500次,循环过程中没有锂枝晶形成,该电池还可以在800μAcm-2下稳定循环。因此,基于复合电解质的Li/LiFePO4全固态电池表现出良好的充放电性能,在0.2 C下其初始容量为～138 mAh g-1,循环100次后,电池的容量保持率为88%,当充放电速率从0.1 C增加至1C时,全电池容量从～144 mAh g-1减小至～104 mAh g-1,而且在充放电速率返回至0.1 C时,其容量恢复为～140 mAh g-1。