全固态锂电池具有高安全性、高能量密度和高容量密度等优势,固体电解质是其关键组成部分;而石榴石型Li₇La₃Zr₂O₁₂材料是目前最有发展前景的氧化物型固体电解质材料之一。本文围绕Li₇La₃Zr₂O₁₂体系的制备工艺与构效关系,研究了Al³⁺/Ta⁵⁺掺杂的制备条件及其对材料成相、结构和电导率等方面的影响,并且研究了掺杂Al³⁺的固体电解质在潮湿空气下的稳定性,细致分析了Li⁺/H⁺置换过程对材料性能的影响。本文首先探究了烧结介质对固体电解质材料体系的影响,采用刚玉坩埚和陶瓷坩埚制备了掺杂Al³⁺/Ta⁵⁺的两类固体电解质粉末,将XRD与核磁共振等表征手段相结合,分析不同烧结介质对成相和结构的影响,发现了刚玉坩埚烧结的效果更好,由此确定了刚玉坩埚作为制备固体电解质材料的烧结介质。通过高温固相法制备了掺杂Al³⁺/Ta⁵⁺的立方石榴石相Li₇La₃Zr₂O₁₂材料。在Li_7-3xAl_xLa₃Zr₂O₁₂的电解质体系中,最佳烧结制度为1130℃/6h,Al³⁺占据了晶格中Li⁺的位点,晶胞参数从12.958?减小到12.952?,其中Li_6.1Al_0.3La₃Zr₂O₁₂样品的离子电导率最高,为3.8×10^-44 Scm^-1,激活能最小,为0.31 eV;在另外一种Li_7-x-x La₃Zr_2-xTa_xO₁₂的电解质体系中,最佳烧结制度为1120℃/7h,掺杂的Ta⁵⁺进入晶格结构中Zr⁴⁺的位置,晶胞参数从12.958?减小到12.915?,其中Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂样品的离子电导率最高,为4.9×10^-44 Scm^-1,激活能最小,为0.29 eV。从掺杂对材料结构及离子电导性能角度讲,掺杂Ta⁵⁺的作用较为明显。研究了固体电解质体系在潮湿空气下的稳定性。以Li_7-3xAl_xLa₃Zr₂O₁₂的电解质体系为研究对象,通过SEM和EDS的分析证实了在表面生成的无规则块状结构层为杂质Li₂CO₃,¹H、⁶Li、²⁷Al、¹⁷O MAS NMR等结果揭示了放置潮湿空气中时,随放置时间的增长,Li₂CO₃和Al（OH）₃的量在增加,而作为晶界相的LaAlO₃的量在减少,¹H-⁶Li CP MAS NMR的结果说明了在晶格中24d位点的Li更容易被水中的质子取代。