晶界导锂能力以及与锂金属匹配的界面问题是固态电解质应用过程中必须解决的问题。钙钛矿结构的氧化物固态电解质钛酸锂镧（LLTO）受这两个方面的影响尤为突出,本文致力于研究LLTO固态电解质材料的晶界与对锂界面问题。LLTO在应用过程中,存在以下问题:LLTO的晶界锂离子电导率比较低,从而导致总体的导锂能力较差;其次与锂金属负极匹配时,LLTO中的Ti⁴⁺会被锂还原到低价态,使得电子电导率升高,从而发生电池短路。除此之外,固态电解质与锂金属负极之间的界面接触电阻非常大,影响固态电池的性能。本文基于以上两个关键问题,采取以下措施进行研究:1、利用低熔点的反钙钛矿型富锂材料Li₃OCl与LLTO进行掺杂烧结,对LLTO的晶界进行补锂,从而优化晶界电导率。2、利用磁控溅射在电解质片表面沉积一层薄膜,通过薄膜与锂金属的原位反应来改善界面接触并规避LLTO中的Ti⁴⁺被锂金属还原的问题。通过固相烧结的方法（1350℃）,将LLTO与不同质量百分比的Li₃OCl进行掺杂烧结（记作LLTO-X,X为掺杂Li₃OCl的质量百分比）,探究了不同的掺杂比例对离子电导率的影响。在LLTO-2样品中呈现出最高的晶界电导率(1.52×10^-4 S/cm)和总电导率(1.43×10^-4 S/cm)。通过变温交流阻抗测试计算扩散激活能,发现未修饰LLTO晶粒的扩散激活能为0.31 e V,晶界的扩散激活能为0.46 e V;掺杂Li₃OCl烧结制备的LLTO-2,晶粒的扩散激活能降为0.24 e V,晶界的扩散激活能降为0.36 e V。此外,将Li₃OCl的原料Li₂O与Li Cl按照2%的掺杂比例与LLTO进行混合烧结（1350 ^oC）,发现电导率优化作用没有Li₃OCl好,说明了Li₃OCl选材的独特性。通过XRD测试发现:掺杂Li₃OCl后,LLTO的晶型从四方相转变为立方相,立方相具有更高的离子电导,这是晶粒电导率提高的原因。通过XPS的对比发现,随着掺杂量的增加,样品中O/Ti的比例随之增加,表明体系中含有的阳离子（锂离子）增多,侧面证实了掺杂烧结的补锂作用确实存在。通过TEM和EELS的分析发现,LLTO晶粒在烧结过程存在锂损失,使得晶粒内部出现部分有序排列的阳离子。复合Li₃OCl烧结后,由于锂离子的补偿作用,使得在晶粒与晶界的交界区域,出现了一个晶界影响区。该区域具有更高的锂离子含量,同时阳离子排列的无序度更高,有利于离子传递。利用双层涂布的方法组装固态电池。通过电池的EIS数据和循环数据的对比发现,LLTO-2样品的电池内阻更小,说明了复合烧结Li₃OCl对电导率的改善作用。困扰LLTO应用的另一大问题是与锂金属匹配时的稳定性问题。LLTO与锂金属组装的对称电池循环18 h后发生短路,此时LLTO中的Ti⁴⁺已被锂还原。通过磁控溅射对LLTO电解质片表面进行修饰,探究不同元素的薄膜层对LLTO电解质界面的改善效果。本文采用磁控溅射技术分别在LLTO固态电解质表面溅射一层Sn、Ti、Si和C薄膜,发现沉积金属锡和金属钛薄膜不能有效阻止LLTO电解质中Ti⁴⁺被锂金属还原。而沉积的硅薄膜和碳薄膜有效抑制Ti⁴⁺的还原,其中在0.1m A的电流条件下,采用硅薄膜作为界面修饰层组装的Li|Si-LLTO-Si|Li对称电池可以稳定循环700 h,碳薄膜作为界面修饰层组装的Li|C-LLTO-C|Li对称电池可以稳定循环900 h。另外,探究了不同厚度的硅、碳薄膜对改善固体电解质界面性能的影响,发现厚度对于其电化学性能优化作用的影响较小。对循环后对称电池进行拆解,使用XPS对界面反应产物进行了分析,发现了随着循环周次的增加,薄膜修饰层的化学组成发生了改变,同时检测出硅薄膜和碳薄膜与锂金属的反应过程:（1）LLTO表面的硅薄膜与金属锂电极在对称电池循环过程中发生反应,生成Li_xSi和Li_xSi O_y;（2）LLTO表面的碳薄膜与金属锂电极在对称电池循环过程中发生反应生成Li C₆。