固體電解質是全固態鋰二次電池的核心部件，其進展直接影響全固態鋰二次電池產業化的進程。目前固體電解質的研究主要集中在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。

　　表：三類固體電解質主要體系和性能

　　聚合物固體電解質（SPE），由聚合物基體（如聚酯、聚醚和聚胺等）和鋰鹽（如LiClO4、LiAsF6、LiPF6等）構成，自從1973年P.V.Wright在堿金屬鹽復合物中發現離子導電性后，聚合物材料由于其質量較輕、彈性較好、機械加工性能優良的固態電化學特性而受到廣泛關注。SPE也是最早實現實際應用的固體電解質，早在2011年法國企業博洛雷就開始向巴黎投送Autolib電動車，該車就是采用基于SPE的全固態鋰電池系統。

　　氧化物固體電解質按照物質結構可以分為晶態和非晶態兩類，其中晶態電解質包括鈣鈦礦型、反鈣鈦礦型、石榴石型、NASICON型、LISICON型等，非晶態氧化物的研究熱點是用在薄膜電池中的LiPON型電解質和部分晶化的非晶態材料。

　　硫化物固體電解質是由氧化物固體電解質衍生出來的，電解質中的氧化物機體中氧元素被硫元素所取代。由于硫元素的電負性比氧元素要小，對鋰離子的束縛要小，有利于得到更多自由移動的鋰離子。同時，硫元素的半徑比氧元素要大，當硫元素取代氧元素時使晶格結構擴展，形成較大的鋰離子通道而提升導電率，室溫下可達10-4-10-2S/cm。

　　(2).正極材料

　　全固態鋰二次電池的正極一般采用復合電極，除了電極活性物質外還包括固體電解質和導電劑，在電極中起到同時傳輸離子和電子的作用。LiCoO2、LiFePO4、LiMn2O4研究較為普遍，后期可能開發高鎳層狀氧化物、富鋰錳基及高電壓鎳錳尖晶石型正極，也同時應關注不含鋰的新型正極材料的研究和開發。

　　(3).負極材料

　　全固態鋰二次電池的負極材料目前主要集中在金屬鋰負極材料、碳族負極材料和氧化物負極材料三大類，三大材料各有優缺點，其中金屬鋰負極材料因其高容量和低電位的優點成為全固態鋰電池最主要的負極材料之一。

　　表：三類負極材料主要體系和性能