锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长等优点而被广泛用于消费电子产品、电动车等储能设备中,相比用高活性、易挥发且易燃的有机电解液作为电解质的传统锂离子电池,基于固态电解质的锂金属电池在安全性和能量密度等方面具有更明显的优势。为实现这种技术,开发出离子导电性能优异、制备工艺简便的无机固体电解质变得十分关键。近年来,具有钠超离子导体晶型（NASICON）的Li1.5Al0.5Ti1.5（PO4）3（LATP）被作为最有潜力的固态电解质之一,这归因于其较高的晶粒电导率、较宽的电化学窗口及良好的化学稳定性。然而,由于晶界处存在阻塞效应,严重阻碍了锂离子的迁移,从而显著降低了LATP固态电解质的总电导率。本文将溶胶-凝胶法作为制备LATP前驱体粉末的工艺,电化学阻抗分析表明,由于LATP存在较大的晶界阻抗,结果LATP的总电导率为8×10-5 S cm-1（303K）,难以满足它在储能设备中的实际应用。为优化LATP的离子电导率,我们将Nb2O5作为掺杂剂引入到LATP固体电解质中,利用XRD、SEM和电化学阻抗谱（EIS）等表征方法系统研究了Nb2O5的掺杂含量对LATP的相组成、微观形貌及离子导电性能的影响。结果,当Nb2O5的掺杂含量为8-wt%时,LATP导电陶瓷具有最高的总离子电导率3.54×10-4 S cm-1（303 K）、相对密度91.7%和最低的活化能0.271 e V,相比未掺杂的体系,离子电导率提升了4-5倍。此外,烧结参数和化学稳定性对Nb2O5-LATP体系导电性能的影响也被分析。此外,用固体电解质组装全电池时,电解质与固体电极间的界面兼容性将成为另一不容忽视的问题。通常,电解质-电极间不良的接触稳定性和极大的界面阻抗会严重地影响电池的性能。因此,为将上述性能最优,掺杂8-wt%Nb2O5LATP的固体电解质应用于固态锂金属电池中,采用滴涂-包覆的工艺,制备了PEO-LATP-PEO复合电解质（PCPCEs）。电性能测试结果表明:该复合电解质不仅能够有效地改善电极-电解质材料间不良的接触,降低LATP与电极材料间的界面阻抗,而且还能防止其被锂金属所还原。结果,恒流充放电测试表明:当电流密度为0.1 m A cm-2时,Li||PCPCEs||Li锂对称电池能够稳定地充放电循环200 h。基于复合电解质的Li||PCPCEs||Li Fe PO4固态锂金属电池,在室温下具有良好的循环稳定性,在0.1 C倍率下,电池的首次放电比容量能够达到152.5 m Ah g-1,循环50圈后,电池的放电容量保持率依然能够保持在82%以上。上述结果进一步说明,构建PCPCEs复合电解质可作为一种有效改善无机陶瓷电解质与固体电极界面稳定性的一般性策略,并拓宽其在固态金属电池的潜在应用。