【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，尤其是涉及一种高电导率固态电解质的制备方法及其在锂金属电池中的应用。
技术介绍
1、锂(li)离子电池作为能量储存的重要器件，具有高的能量和功率密度，优异的可循环性和可靠性，已经广泛应用到人们的日常生活，如手机、电脑、相机、汽车等领域。目前的锂离子电池能量密度较低，无法满足长途车辆等高能量密度系统的需求。锂金属具有超高理论容量(3860mah g-1)和最低电化学还原电位(-3.04v vs.标准氢电极)，作为锂金属电池负极材料，在二次电池的研究中备受瞩目。然而，锂金属对传统的商用液态有机电解液非常敏感，即在循环过程中它会不可避免地与电解液反应形成锂枝晶，从而产生燃烧或爆炸等安全问题，这严重限制了锂金属电池的发展。
2、近年来，固态锂金属电池相对液态锂离子电池而言，具有更高的安全性和能量密度，是未来储能技术重要的发展方向。随着大功率设备需求的持续上升，开发长寿命、快速充电技术变得尤为重要。这要求固态电解质具备高离子电导率、优异的界面稳定性和强大的机械性能。其中，具有出色柔韧性和良好界面接触特性的聚合物电解质，被视为实现实际应用的理想材料选择。迄今为止，已经开发了基于聚乙烯(peo)、聚丙烯腈(pan)、聚(碳酸丙烯酯)(ppc)和聚偏氟乙烯(pvdf)的固态电解质。然而，电解质的低离子电导率限制了它们的大规模应用，导致电池只能在较低的电流密度下进行充放电循环。因此，提高聚合物固态电解质的离子电导率迫在眉睫。
3、固态电解质是固态电池的核心部件，设计高离子电导率聚合物电解质是改善固态锂
4、在目前报道的研究中，聚合物基固态电解质通常由聚合物基体、无机填料、锂盐和离子液体添加剂组成。在一些新的复合固态电解质结构中，聚合物基电解质可通过两种或多种聚合物的复合制得电解质。这不仅可以提高离子电导率，还可以为锂离子提供额外的转移途径，提高锂的转移数。为聚合物电解质的实用化提供了全新的理论依据与技术路线，为开发具有高比容量、良好倍率性能及优异稳定性的全固态锂金属电池建立了新思路。但是目前现有聚合物固态电解质的制备技术不仅费用昂贵，而且制备过程繁琐。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高电导率固态电解质的制备方法及其在锂金属电池中的应用，以解决
技术介绍
中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种高电导率固态电解质的制备方法，将凯夫拉原纤溶解在氢氧化钾/二甲基亚砜混合体系中，通过去质子化得到芳纶纳米纤维分散液并作为聚合物添加剂，然后将锂盐作为填料添加到聚合物电解质中，搅拌得到高电导率固态电解质。
3、优选的，按质量百分比计，芳纶纳米纤维分散液的添加含量为1%-10%；锂盐的添加含量为40%-50%，其余为聚合物电解质。
4、优选的，芳纶纳米纤维分散液的浓度为1~10mg ml-1。
5、优选的，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂(litfsi)、高氯酸锂(liclo4)、六氟磷酸锂(lipf6)、三氟甲磺酸锂(licf3so3)中的一种或几种。
6、优选的，聚合物电解质为聚乙烯(peo)、聚丙烯腈(pan)、聚(碳酸丙烯酯)(ppc)、聚偏氟乙烯(pvdf)中的一种或几种。
7、优选的，搅拌转速为400-800rpm。
8、本专利技术还提供了上述制备方法制得的一种高电导率固态电解质。
9、专利技术还提供了上述高电导率固态电解质在固态锂金属电池体系中的应用。
10、因此，本专利技术提供的一种高电导率固态电解质的制备方法及其在锂金属电池中的应用，将芳纶纳米纤维分散液作为聚合物的功能性添加剂，该纤维具有独特的多孔结构，能够为li+提供丰富的快速传输通道和存储空间，从而可有效缓解锂金属负极在充放电过程中的体积膨胀问题；又因其携带负电荷，纤维网络通道内静电相互作用表现出阳离子选择性，可实现li+优先传输，锂盐的引入进一步提高了固态电解质的导锂性能。将锂盐作为填料添加到聚合物中可以同时提高固态电解质的电导率。
11、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：将凯夫拉原纤溶解在氢氧化钾/二甲基亚砜混合体系中，通过去质子化得到芳纶纳米纤维分散液并作为聚合物添加剂，然后将锂盐作为填料添加到聚合物电解质中，搅拌得到高电导率固态电解质。
2.根据权利要求1所述的一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：按质量百分比计，芳纶纳米纤维分散液的添加含量为1%-10%；锂盐的添加含量为40%-50%，其余为聚合物电解质。
3.根据权利要求1所述的一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：芳纶纳米纤维分散液的浓度为1~10mg mL-1。
4.根据权利要求1所述的一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：聚合物电解质为聚乙烯、聚丙烯腈、聚(碳酸丙烯酯)、聚偏氟乙烯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：搅拌转速为400-800rpm。>
7.一种高电导率固态电解质，其特征在于：所述高电导率固态电解质是采用权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的。
8.如权利要求7所述的一种高电导率固态电解质的应用，其特征在于：所述高电导率固态电解质应用于固态锂金属电池中。
...【技术特征摘要】
1.一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：将凯夫拉原纤溶解在氢氧化钾/二甲基亚砜混合体系中，通过去质子化得到芳纶纳米纤维分散液并作为聚合物添加剂，然后将锂盐作为填料添加到聚合物电解质中，搅拌得到高电导率固态电解质。
2.根据权利要求1所述的一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：按质量百分比计，芳纶纳米纤维分散液的添加含量为1%-10%；锂盐的添加含量为40%-50%，其余为聚合物电解质。
3.根据权利要求1所述的一种高电导率固态电解质的制备方法，其特征在于：芳纶纳米纤维分散液的浓度为1~10mg ml-1。
4.根据权利要求1所述的一种高电导率固态电解质的制备...
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