【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池，尤其是涉及一種高電導率固態電解質的制備方法及其在鋰金屬電池中的應用。
技術介紹
1、鋰(li)離子電池作為能量儲存的重要器件，具有高的能量和功率密度，優異的可循環性和可靠性，已經廣泛應用到人們的日常生活，如手機、電腦、相機、汽車等領域。目前的鋰離子電池能量密度較低，無法滿足長途車輛等高能量密度系統的需求。鋰金屬具有超高理論容量(3860mah?g-1)和最低電化學還原電位(-3.04v?vs.標準氫電極)，作為鋰金屬電池負極材料，在二次電池的研究中備受矚目。然而，鋰金屬對傳統的商用液態有機電解液非常敏感，即在循環過程中它會不可避免地與電解液反應形成鋰枝晶，從而產生燃燒或爆炸等安全問題，這嚴重限制了鋰金屬電池的發展。
2、近年來，固態鋰金屬電池相對液態鋰離子電池而言，具有更高的安全性和能量密度，是未來儲能技術重要的發展方向。隨著大功率設備需求的持續上升，開發長壽命、快速充電技術變得尤為重要。這要求固態電解質具備高離子電導率、優異的界面穩定性和強大的機械性能。其中，具有出色柔韌性和良好界面接觸特性的聚合物電解質，被視為實現實際應用的理想材料選擇。迄今為止，已經開發了基于聚乙烯(peo)、聚丙烯腈(pan)、聚(碳酸丙烯酯)(ppc)和聚偏氟乙烯(pvdf)的固態電解質。然而，電解質的低離子電導率限制了它們的大規模應用，導致電池只能在較低的電流密度下進行充放電循環。因此，提高聚合物固態電解質的離子電導率迫在眉睫。
3、固態電解質是固態電池的核心部件，設計高離子電導率聚合物電解質是改善固態鋰
4、在目前報道的研究中，聚合物基固態電解質通常由聚合物基體、無機填料、鋰鹽和離子液體添加劑組成。在一些新的復合固態電解質結構中，聚合物基電解質可通過兩種或多種聚合物的復合制得電解質。這不僅可以提高離子電導率，還可以為鋰離子提供額外的轉移途徑，提高鋰的轉移數。為聚合物電解質的實用化提供了全新的理論依據與技術路線，為開發具有高比容量、良好倍率性能及優異穩定性的全固態鋰金屬電池建立了新思路。但是目前現有聚合物固態電解質的制備技術不僅費用昂貴，而且制備過程繁瑣。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種高電導率固態電解質的制備方法及其在鋰金屬電池中的應用，以解決
技術介紹
中的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種高電導率固態電解質的制備方法，將凱夫拉原纖溶解在氫氧化鉀/二甲基亞砜混合體系中，通過去質子化得到芳綸納米纖維分散液并作為聚合物添加劑，然后將鋰鹽作為填料添加到聚合物電解質中，攪拌得到高電導率固態電解質。
3、優選的，按質量百分比計，芳綸納米纖維分散液的添加含量為1%-10%；鋰鹽的添加含量為40%-50%，其余為聚合物電解質。
4、優選的，芳綸納米纖維分散液的濃度為1~10mg?ml-1。
5、優選的，鋰鹽為雙三氟甲磺酰亞胺鋰(litfsi)、高氯酸鋰(liclo4)、六氟磷酸鋰(lipf6)、三氟甲磺酸鋰(licf3so3)中的一種或幾種。
6、優選的，聚合物電解質為聚乙烯(peo)、聚丙烯腈(pan)、聚(碳酸丙烯酯)(ppc)、聚偏氟乙烯(pvdf)中的一種或幾種。
7、優選的，攪拌轉速為400-800rpm。
8、本專利技術還提供了上述制備方法制得的一種高電導率固態電解質。
9、專利技術還提供了上述高電導率固態電解質在固態鋰金屬電池體系中的應用。
10、因此，本專利技術提供的一種高電導率固態電解質的制備方法及其在鋰金屬電池中的應用，將芳綸納米纖維分散液作為聚合物的功能性添加劑，該纖維具有獨特的多孔結構，能夠為li+提供豐富的快速傳輸通道和存儲空間，從而可有效緩解鋰金屬負極在充放電過程中的體積膨脹問題；又因其攜帶負電荷，纖維網絡通道內靜電相互作用表現出陽離子選擇性，可實現li+優先傳輸，鋰鹽的引入進一步提高了固態電解質的導鋰性能。將鋰鹽作為填料添加到聚合物中可以同時提高固態電解質的電導率。
11、下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。
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1.一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：將凱夫拉原纖溶解在氫氧化鉀/二甲基亞砜混合體系中，通過去質子化得到芳綸納米纖維分散液并作為聚合物添加劑，然后將鋰鹽作為填料添加到聚合物電解質中，攪拌得到高電導率固態電解質。
2.根據權利要求1所述的一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：按質量百分比計，芳綸納米纖維分散液的添加含量為1%-10%；鋰鹽的添加含量為40%-50%，其余為聚合物電解質。
3.根據權利要求1所述的一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：芳綸納米纖維分散液的濃度為1~10mg?mL-1。
4.根據權利要求1所述的一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：鋰鹽為雙三氟甲磺酰亞胺鋰、高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲磺酸鋰中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：聚合物電解質為聚乙烯、聚丙烯腈、聚(碳酸丙烯酯)、聚偏氟乙烯中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述的一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：攪拌轉速為400-800rpm。>
7.一種高電導率固態電解質，其特征在于：所述高電導率固態電解質是采用權利要求1-6任一項所述的制備方法制得的。
8.如權利要求7所述的一種高電導率固態電解質的應用，其特征在于：所述高電導率固態電解質應用于固態鋰金屬電池中。
...【技術特征摘要】
1.一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：將凱夫拉原纖溶解在氫氧化鉀/二甲基亞砜混合體系中，通過去質子化得到芳綸納米纖維分散液并作為聚合物添加劑，然后將鋰鹽作為填料添加到聚合物電解質中，攪拌得到高電導率固態電解質。
2.根據權利要求1所述的一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：按質量百分比計，芳綸納米纖維分散液的添加含量為1%-10%；鋰鹽的添加含量為40%-50%，其余為聚合物電解質。
3.根據權利要求1所述的一種高電導率固態電解質的制備方法，其特征在于：芳綸納米纖維分散液的濃度為1~10mg?ml-1。
4.根據權利要求1所述的一種高電導率固態電解質的制備...
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