为了提高锂离子电池的安全性和能量密度,使用固体电解质替代有机电解液是一个重要的途径。固体电解质是全固态锂电池的关键材料,在很大程度上影响着全固态锂电池的性能。硫化物固体电解质是一类重要的固体电解质,具有较高的离子电导率,较好的机械性能和较低的晶界电阻等优点。但是硫化物固体电解质与电极材料的界面兼容性较差,界面电阻较高,化学稳定性和电化学稳定性较差,这些问题严重制约着硫化物固体电解质的发展和应用。掺杂改性是一种提高硫化物固体电解质的离子电导率和电化学性能的有效方法。本文通过高能球磨结合热处理的方法分别制备了组分为70Li₂S-30P₂S₅,70Li₂S-（30-x）P₂S₅-x Ce₂S₃（x=0,0.5,1,2,3）和Li_3+2xP_1-xLa_xS_4-1.5xO_1.5x（x=0,0.01,0.02,0.03）的玻璃陶瓷态电解质。采用差示扫描量热法、X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和电化学测试等表征手段分析了这些硫化物固体电解质的理化性能。以Li Co O₂为正极,Li-In合金或锂金属为负极,应用这些硫化物固体电解质组装了不同的全固态锂电池,通过电池测试系统和电化学工作站对不同的全固态锂电池进行测试,研究了这些硫化物固体电解质在全固态锂电池中的电化学性能。实验结果显示,掺杂Ce₂S₃可以明显提高电解质材料的离子电导率,降低正极材料和硫化物固体电解质的界面电阻。掺杂Ce₂S₃的最佳含量为1%,70Li₂S-29P₂S₅-1Ce₂S₃（LPS1Ce）玻璃陶瓷态电解质的室温离子电导率最高,其值为1.52 m S cm^-1。与Li Co O₂/70Li₂S-30P₂S₅/Li-In电池相比,Li Co O₂/LPS1Ce/Li-In电池的首圈充放电比容量较高,分别为125.0 m Ah g^-1和105.3 m Ah g^-1,循环性能较好,循环50圈后的放电比容量为91.8 m Ah g^-1,容量保持率为87.2%。掺杂La₂O₃可以同时提高电解质材料的离子电导率和对锂金属的稳定性。x值为0.02时形成的Li_3.04P_0.98La_0.02S_3.97O_0.03玻璃陶瓷态电解质的室温离子电导率最高,其值为0.24 m S cm^-1,并且对锂金属的稳定性最好。将LPS1Ce和Li_3.04P_0.98La_0.02S_3.97O_0.03两种玻璃陶瓷态电解质构成双层电解质,可以同时实现较高的离子电导率和锂金属负极的应用。与Li Co O₂/LPS1Ce/Li₃PS₄/Li电池相比,Li Co O₂/LPS1Ce/Li_3.04P_0.98La_0.02S_3.97O_0.03/Li电池的首圈充放电比容量较高,分别为134.7 m Ah g^-1和114.9 m Ah g^-1,循环性能较好,循环30圈后的放电比容量为105.3 m Ah g^-1,容量保持率为91.6%。