固體電解質，以固態形式在正負極之間傳遞電荷，要求固態電解質有高的離子電導率和低的電子電導率。固態化電解質大致可以分為無機固態電解質、固態聚合物電解質和無機有機復合固態電解質。

　　無機固態電解質是典型的全固態電解質，不含液體成份，熱穩定性好，從根本上解決了鋰電池的安全問題。加工性好，厚度可以達到納米尺寸，主要用于全固態薄膜電池。無機固態電解質，從構型不同的角度出發，又包括NASICON結構，LISICON結構和ABO3的鈣鈦礦結構。鋰金屬化合物比鈉金屬化合物的電導率大，這是構型中，鋰離子所處的空間位置決定的。鈣鈦礦結構的化合物主要是利用 A 位的空缺來增加鋰離子的活動空間來提高鋰離子電導率。

　　玻璃態的無機固態電解質主要有氧化物(例如，P2O5、B2O3、Si O2、Li2O 等)、硫化物(Li2S、Si S2等)、硫氧化物(Li S-Si S2中摻入少量的Li3PO4、Li Al O2、Li2Si O3等)和氮氧化物(Li PON、Li Si PON、Li SON)等。其中硫化物的熱穩定性比較差，加入適當的氧化物，可以提高固態電解質的穩定性和離子導電率。

　　無機固態電解質離子電導率較高，電子電導率較低，電化學穩定窗口寬，結構穩定，易于成膜，工藝簡單，具有廣闊的應用前景。

　　固態化聚合物電解質，由鋰鹽和聚合物構成，大致可以分為全固態類和凝膠類。全固態類是由鋰鹽和高分子基質絡合而成的。鋰鹽例如：Li PF6、Li BF4、Li Cl O4、Li As F6等。高分子基質比如：PEO、PAN、PVDF、PVDC 和 PMMA 等。凝膠類是由鋰鹽與液體塑化劑，溶劑等與聚合物基質形成穩定凝膠的電解質材料。電化學穩定性良好，安全性較好，工藝簡單。現在我們常說的聚合物鋰電池，擁有加高的能量密度和較好的安全性，其電解質就是凝膠類聚合物作為電解質的產品。

　　無機有機復合固態電解質，是指在聚合物的固態電解質當中加入無機填料所形成的一類電解質。一定量活性無機填料的加入可以增加鋰離子擴散通道，離子電導率明顯提高。

　　全固體電解質的研究主要集中在開發高電導率無機電解質和有機-無機復合電解質。硫化物固體電解質具有較高的室溫離子電導率，但是其環境穩定性差。氧化物固體電解質化學穩定性好，但室溫離子電導率較低。有機-無機復合電解質兼具有機物良好的柔性和無機物高的機械強度，但是由于聚合物基體的電導率低，且低溫環境下易結晶，因此復合電解質的室溫電導率偏低。