使用固體電解質，代替有機液態電解質，能夠有效提高鋰離子電池的安全性。固體電解質包括聚合物固體電解質和無機固體電解質。聚合物電解質，尤其是凝膠型聚合物電解質的研究取得很大的進展，目前已經成功用于商品化鋰離子電池中，但是凝膠型聚合物電解質其實是干態聚合物電解質和液態電解質妥協的結果，它對電池安全性的改善非常有限。干態聚合物電解質由于不像凝膠型聚合物電解質那樣包含液態易燃的有機增塑劑，所以它在漏液、蒸氣壓和燃燒等方面具有更好的安全性。目前的干態聚合物電解質尚不能滿足聚合物鋰離子電池的應用要求，仍需要進一步的研究才有望在聚合物鋰離子電池上得到廣泛應用。相對于聚合物電解質，無機固體電解質具有更好的安全性，不揮發，不燃燒，更加不會存在漏液問題。此外，無機固體電解質機械強度高，耐熱溫度明顯高于液體電解質和有機聚合物，使電池的工作溫度范圍擴大；將無機材料制成薄膜，更易于實現鋰離子電池小型化，并且這類電池具有超長的儲存壽命，能大大拓寬現有鋰離子電池的應用領域。