在聚合物电解质电池中，固态聚合物锂离子电池以其性能的优势占据了市场，成为了人们生活中不可或缺的一部分，它具有下列几种优势[10]： 

① 安全性好，液态电解质在使用过程中容易泄露且有爆炸的隐患，相比之下，固态电解质的使用更加安全，电池只会产生气鼓。

② 包装简易，电解质中液态的成分几乎没有，不必非要使用钢或者铝来制作外壳，可以使用塑料等物质替代。

③ 由于电池的内阻较小，因此尽可能的减少了电池的自身的耗电量，延长了产品的待机与使用时间。

但何物质都不可能是完美无缺的，聚合物电解质也不例外，它也有自身缺陷[10]：

① 离子的迁移速率非常慢。

② 在低温条件下，电池的导电性能较差。

③ 和锂离子电池相比，价格、能量比较高。

④ 外形不统一，未进行标准化。

1.3.3 常见的无机固体电解质

自1899年Nemst第一次发现了固体氧离子导体(ZrO2)0.85(Y2O3)0.15[11]的存在，专家们就展开了对固体电解质不断的尝试与研究来获得更好的电池材料。无机固体电解质，被称为快离子导体或者超离子导体，是通过离子传导电流的固体材料[12]。常见的无机固体电解质大体上可分为氧化物体系和硫化物体系两大类。硫化物体系中的电解质中含有大量对水分非常敏感的硫化物，并且会与空气发生反应，缓慢生成H2S这种有毒、有害气体。而另外一种氧化物固体电解质体系主要可以分为玻璃态电解质，NASICON型，钙矿型，层状Li3N型，LiSICON型和石榴石型电解质。和液体电解质进行比较，固体电解质具有更优秀的耐高温性能，电导率也更大等优势。

（1）玻璃态电解质

玻璃态电解质也通常被研究者们分为氧化物和硫化物两种，其中，氧化物电解质一般由网络形成氧化物以及网络改性氧化物构成，它的化学稳定性，但在室温下电导率较低。但有一个值得一提的地方，向两种或者两种以上氧化物电解质中添加过量的锂元素时，离子电导率就可以大幅提升。例如，将N添加到Li2O-P2O5电解质内，不但提高了原本材料的离子电导率，还增大了材料硬度、化学稳定性以及耐腐蚀性[13]。

当硫原子完全替换了网络结构中的氧原子，就会生成一种新的硫化物玻璃态电解质。由于硫原子的原子半径更大，可以为离子的运动提供更为合适的传输通道，并且，硫的电负性比氧小，对离子的束缚能力也较小，硫化物玻璃态电解质具有更高的离子电导率。硫化物玻璃态电解质的电导率虽高，其缺点也十分明显，其化学稳定性能和热稳定性能都较差，且电化学窗口狭窄，限制了硫化物电解质的应用。因此，人们尝试将两种玻璃态电解质互相掺杂，形成混合型玻璃态电解质，使其离子电导率和电化学稳定性同时提高，二者兼备。

（2）NASICON型电解质

 NASICON结构示意图

NASICON也称超离子导体，其母体是Na3Zr2Si2PO12，具有相对较高的离子电导率。对于NASICON的研究，主要是以掺杂为主。例如，Aono[14,15]等用一些低价元素Al、Fe、Sc和Y部分替代LiTi2(PO4)3中Ti4+，增加了晶体中可移动离子的数目，实验证明通过向电解质掺杂以上的阳离子可以提高电导率。由于存在三斜相和菱方相，其晶体结构不易被破坏，且只有菱方相才具有较高离子电导率。但是该相在50℃一下会变为低电导率的三斜相[9]。此外，NASICON结构的也不可避免是低电导率产生的原因。因此也要通过掺杂来稳定晶体结构，使得离子通道与离子半径相匹配，电解质的致密度高才能提高离子电导率。