[发明专利]一种锂离子固体电解质及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种锂离子固体电解质，其特征在于，包括含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质片和Ge膜，所述Ge膜镀在含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质片表面，镀膜厚度为60 nm，所述含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质片的质量为0.75 mg，所述含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质为Li_1.5Al_0.5Ge_1.5P₃O₁₂，所述锂离子固体电解质的制备方法包括通过传统固相法制备含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质片，所述制备方法还包括以下步骤：将含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质片表面用砂纸打磨抛光，然后在乙醇中超声清洗30 min，将清洗后的含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质片放入烘箱中60℃烘2 h；然后将烘干后的含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质片镀Ge膜，所述镀膜方法为离子束溅射法，具体镀膜过程如下：将烘干后的含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质片放入Gatan682镀膜仪中镀膜10 min，腔体真空度高于10^-3Pa，电子束能量设定为7 eV，电流设定为300 μA，最终得到表面镀Ge的含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质。

2.基于权利要求1所述的一种锂离子固体电解质在固态锂空气电池中的应用，具体应用步骤如下：

步骤一. 将碳纳米管和二氧化钌通过高能球磨机球磨混匀，得到的混合材料分散在[C₂C₁im][NTf₂]中并搅拌形成浆料，该浆料作为正极均匀涂覆在所述表面镀Ge的含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质上，正极集流体采用焊接铝网的铝极耳；

步骤二. 将金属锂片贴在固体电解质另一面作为电池负极，负极集流体采用镍极耳；

步骤三. 然后用铝塑膜包覆固态锂空气电池，正极面开孔，并使用热压机将铝塑膜密封，最终得到固态锂空气电池。

3.基于权利要求1所述的一种锂离子固体电解质在固态锂-锂对称电池中的应用，具体应用步骤如下：

步骤一. 表面镀Ge的含有四价锗离子的NASICON型锂离子固体电解质两面贴上金属锂片；

步骤二. 铝塑膜包覆步骤一得到的电池整体，并用镍极耳作为集流体，用热压机将铝塑膜密封，最终得到固态锂-锂对称电池。