在储能技术快速发展的今天，固态电解质凭借其独特优势，成为推动高安全性、高能量密度电池技术进步的核心材料。这类材料在常温或高温下保持固态，同时具备优异的离子传导能力，为锂金属电池、钠离子电池及全固态电池的革新提供了关键支撑。与传统液态电解质相比，固态电解质具有不可燃、化学稳定性强、兼容性高等特点，能够显著提升电池安全性，降低热失控风险，并有望通过搭配高比能金属负极实现能量密度的跨越式提升。
固态电解质主要分为无机、聚合物及复合三大体系，各具特色且应用场景互补。无机固态电解质以氧化物、硫化物和卤化物为代表，其中锂离子导体是研究重点。石榴石型LLZO（Li₇La₃Zr₂O₁₂）因其宽电化学窗口（>5V）、高室温离子电导率（10⁻⁴～10⁻³ S/cm）及对锂金属的良好兼容性，成为最具潜力的无机材料之一。然而，传统高温烧结工艺（>1100°C）导致能耗高、成本昂贵，且易引发组分偏析。近期，三星等团队通过“无序诱导”机械化学预处理技术，在500°C低温下实现LLZO的致密化与晶化，制备的电解质离子电导率达1.8×10⁻⁴ S/cm，为薄膜化、规模化生产提供了新思路。
硫化物型电解质如LGPS（Li₁₀GeP₂S₁₂）因超高室温离子电导率（>10⁻² S/cm）备受关注，其连续的锂离子迁移通道和低活化能（0.2~0.3 eV）赋予其卓越的传导性能。但最新研究指出，高能球磨制备的纳米晶或无定形LGPS因晶格有序度下降，反而导致离子电导率降低。这表明，精准控制晶体缺陷与有序度是优化硫化物电解质性能的关键。
聚合物固态电解质以PEO（聚氧化乙烯）为典型代表，通过添加锂盐（如LiTFSI）形成离子传导网络。PEO基体系因结晶性强，室温离子电导率较低（10⁻⁷～10⁻⁶ S/cm）。为突破这一瓶颈，研究人员采用统计共聚方法，在PEO主链中引入10 mol%无规共聚单元，显著破坏结晶序列，使非晶含量提升，室温电导率达0.3×10⁻⁴ S/cm，Li⁺迁移数增至0.6。基于此电解质的全固态LFP|Li金属电池在25°C下展现出120 mAh/g的容量与优异循环稳定性。添加纳米颗粒（如LLZO）或离子液体作为增塑剂，可进一步降低聚合物结晶度，但“本征无溶剂”体系仍面临机械强度与室温传导性的挑战。
复合固态电解质通过结合无机与聚合物材料的优势，成为当前研究热点。以LLZO陶瓷为填料、PEO为基体的复合电解质为例，纳米级LLZO颗粒的均匀分散可提升机械强度与热稳定性，同时通过相界面效应抑制锂枝晶生长，优化离子迁移路径。实验表明，当LLZO粒径缩小至1 μm时，LFP|Li金属全电池在C/10倍率下容量从139 mAh/g提升至150 mAh/g，C/2倍率下从60 mAh/g增至97 mAh/g。进一步减薄电解质厚度后，容量接近理论值（168 mAh/g），展现出极高的实际利用率。先进制备工艺（如球磨-溶液法）可调控陶瓷粒径与分布，减少聚合物/陶瓷界面阻抗，实现高效离子传导与界面稳定性的双重提升。
当前，固态电解质的发展正经历从材料创新到界面工程、从基础研究到工程技术的多维突破。无机、聚合物与复合体系的协同整合已成为主流路径，低温致密化、分子工程共聚、复合界面设计等新兴技术持续推动性能提升。然而，批量制造、界面阻抗控制、循环稳定性优化等难题仍需攻克。通过微结构精确调控、界面相容性系统提升及多尺度实验表征，固态电解质有望在储能革命与绿色能源体系中发挥核心作用。
