本發明提供一種電解質及電極一體化的三層復合陶瓷及其制備方法和全固態鋰空氣電池及其制備方法。該三層復合陶瓷依次包括:內部沉積有金屬鋰層的高孔隙率陽極層,高致密度電解質層和內部沉積有電子導電層的高孔隙率陰極層;所述高孔隙率陽極層的材質為Li7La3Zr2O12或者元素摻雜的Li7La3Zr2O12;所述高致密度電解質層和高孔隙率陰極層的材質各自獨立的為Li1+xMxTi2?x(PO4)3,Li1+yAlyGe2?y(PO4)3,Li7La3Zr2O12或者元素摻雜的Li7La3Zr2O12;其中,0<x<0.5,M為Al、Ga、In或Sc;0≤y≤1.2;本發明的全固態鋰空氣電池為一種低內阻、高放電容量、高溫運行的全固態鋰空氣電池。
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