一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质、制备方法及应用

1.本发明涉及一种储能功能材料，具体涉及一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质、制备方法及应用。属于储能功能材料制备技术领域。

背景技术：

2.随着可穿戴智能电子产品和智能纺织品的需求日益增加，需要有相应的柔性储能设备与之匹配；锂电池由于具有高能量密度，功率密度，环境友好等特点，成为目前最有前景的柔性储能设备之一。然而，当前商业锂离子电池由于有机易燃液态电解质的使用，存在着能量密度不足、安全性较低的缺陷，限制其成为柔性储能器件，无法匹配可穿戴电子产品。
3.为解决商业液态锂离子电池的固有缺陷，可以采用固态电解质来代替液态电解质。与液态电解质相比，固态电解质不易燃、无泄露风险，可以有效解决电池的安全隐患。此外，固态电解质具有宽电化学窗口，可以使其搭配锂金属负极和高压正极材料，大大提升电池的能量密度。固态电解质中的无机固态电解质因具有高离子电导率(室温下为10-4
s cm-1
)，宽电化学窗口以及与锂金属化学稳定等优势，而受到国内外研究者的青睐。然而，无机固态电解质刚性易碎，与电极间存在着高界面电阻，无法满足柔性储能器件对于柔性化、可穿戴的需求。
4.对于无机固态电解质存在的问题，一种有效的解决方案是在将具有高离子电导率的无机纳米颗粒与柔性聚合物基质-结合起来，即以无机纳米颗粒作为填料，分散于聚合物基质中来构建复合体系，以此发挥二者的互补优势。复合固态电解质既具有无机固态电解质的高离子电导率、又具有聚合物优异的机械柔性，是固态电解质的理想候选。然而，复合固态电解质在制备过程中由于无机填料与有机聚合物表面能存在巨大差异，无机纳米填料易发生团聚，严重影响复合固态电解质整体的离子传输。此外，由于无机纳米填料彼此分散，无法形成连续的离子传输路径，降低了复合固态电解质的整体离子电导率。
5.二维氮化硼(bn)具有优异的机械强度、导热性能、化学稳定性和电绝缘性能，是一种很有前途的聚合物电解质添加剂。特别是氮化硼中具有lewis酸性特征的b原子可以与其他lewis碱相互作用，这被证明通过吸引聚合物电解质中的阴离子来改善锂离子迁移。因此，将二维氮化硼纳米片直接加入到聚合物/锂盐混合电解质中，有望提高离子电导率和机械强度，并提高电池运行过程中的热稳定性、电化学稳定性和机械稳定性。
6.为优化复合固态电解质结构，提高无机纳米填料分散均匀性，设计3d互通的复合纳米纤维框架来代替彼此分散的无机纳米粒是一个理想选择。复合纳米纤维具有网状长距离连续的离子传输路径，不仅可以实现锂离子的快速迁移，提高固态电池的倍率性能，实现快速充放电；而且能够避免无机填料与有机聚合物之间彼此分立，进一步提升复合固态电解质的机械柔性和电池整体的能量密度。

技术实现要素：

7.本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质、制备方法及应用，具有良好的机械强度和柔性，其作为固态锂电池的电解质材料时，具有宽的电化学窗口和良好的电化学性能，能够满足柔性可穿戴电池的需求，其可作为固态锂电池的电解质材料。本发明不仅为用于全固态锂金属电池的添加任何液态电解质的全固态电解质提供了可行性的方案，而且进一步为研制高性能复合固态电解质提供了一种低成本、可行的解决方案，使其在柔性可穿戴电子器件领域的应用成为可能。
8.为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
9.1、一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备方法，包括以下步骤：
10.s1、先将聚丙烯腈和导电锂盐溶于n,n-二甲基甲酰胺中，得到聚合物复合溶液，接着将氮化硼纳米颗粒均匀分散于聚合物复合溶液中，得到前驱液；
11.s2、再将前驱液通过静电纺丝获得纳米纤维膜，干燥，得到氮化硼纳米纤维膜；
12.s3、然后将聚合物与导电锂盐搅拌溶于乙腈中，得到固态电解质溶液；
13.s4、最后将步骤s2所得氮化硼纳米纤维置于模具上，在其表面浇筑一层步骤s3所得固态电解质溶液，待乙腈完全挥发后，脱模，干燥，即得。
14.优选的，所述导电锂盐选自卤化锂(lix，x＝f,cl,br,i)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(litfsi)、高氯酸锂(liclo4)、六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)中的任一种。
15.优选的，步骤s1中，氮化硼纳米颗粒的粒径为50～2000nm，购自上海麦克林生化有限公司。
16.优选的，步骤s1中，聚丙烯腈、导电锂盐、n,n-二甲基甲酰胺、氮化硼纳米颗粒的质量比为1：0.08～1：9：0.1～0.4，进一步优选为1：0.08：9：0.2。
17.优选的，步骤s1中，前驱液的制备方法如下：先将氮化硼纳米颗粒加入聚合物复合溶液中，20～30℃搅拌12小时，接着在60～80℃条件下搅拌4小时即得。
18.优选的，步骤s2中，静电纺丝的工艺条件如下：静电压12～15kv，纺丝距离12～15cm，纺丝液流速为0.5～1.0ml/h，纺丝转鼓转速为300～350rpm。
19.优选的，步骤s2中，采用真空干燥，干燥温度为50～70℃，干燥时间为24小时。
20.优选的，步骤s3中，所述聚合物选自聚环氧乙烯(peo)、聚丙烯腈(pan)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚氯乙烯(pvc)中的任一种或多种的混合物。
21.优选的，步骤s3中，聚合物和导电锂盐在投料前先进行干燥处理，具体方法是：聚合物在50℃真空干燥24小时，导电锂盐在100℃真空干燥24小时。
22.优选的，步骤s3中，聚合物、导电锂盐、乙腈的用量比为2～4g：0.5～1.2g：40～70ml，进一步优选为2.45g：0.8g：50～60ml。
23.优选的，步骤s3中，搅拌时间为24～48小时。
24.优选的，步骤s4中，待浇注的氮化硼纳米纤维膜的尺寸为：3～6cm*6～15cm。
25.优选的，步骤s4中，用于浇注的导电聚合物溶液的每平方厘米用量为3～15ml。
26.优选的，步骤s4中，采用真空干燥，干燥温度为45～55℃，干燥时间为19～29小时。
27.2、一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质，是通过上述制备方法得到的。
28.3、上述一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质在柔性固态锂电池制备中的应用。
29.本发明的有益效果：
30.本发明将无机氮化硼填料分散在聚丙烯腈聚合物复合溶液中，通过静电纺丝方法，制备得氮化硼复合纳米纤维膜；最后，将氮化硼复合纳米纤维与“聚合物-导电锂盐”体系复合，获得氮化硼纳米纤维复合固态电解质。本发明构建了三维氮化硼复合纤维网络框架，用作柔性复合固态电解质的支撑框架。通过优化无机氮化硼填料在聚丙烯腈聚合物中的分散，在聚合物基质中构建三维氮化硼复合纳米纤维导离子框架，不仅能够在一定程度上保持无机填料的均匀分散，而且可以为li
+
提供连续快速的三维导离子传输通道。该材料可应用于柔性全固态锂电池为代表的储能领域。
31.本发明的制备方法简单，可规模化生产，得到的聚丙烯腈纳米纤维复合固态电解质能够形成三维立体的导离子路径，不仅可以避免无机填料相互团聚，而且可以为li
+
传输提供快速连续的路径。最终得到的氮化硼纳米纤维复合固态电解质具有良好的机械柔性，基于氮化硼纳米纤维复合固态电解质的全固态锂电池也表现出高可逆容量和长期循环稳定性，能够满足柔性电池的需求。
32.本发明方法具有以下特点：
33.(1)本发明制备简单、反应条件易控制和实现，可规模化生产；
34.(2)相较于传统的无机颗粒填料，氮化硼复合纳米纤维框架具有3d互联的离子传输网络，可以加速li
+
在固态电解质中的迁移；
35.(3)氮化硼复合纳米纤维框架的三维结构以及其较大的比表面积，可以促进“聚合物-导电锂盐”体系渗透到陶瓷框架中，形成连续紧密的无机纳米填料/有机聚合物界面，提高li
+
在界面处的传输速率；
36.(4)所得到的氮化硼复合纳米纤维复合固态电解质可应用于柔性全固态锂电池，具有良好的电化学性能，机械柔性和高安全性；
37.(5)本发明的氮化硼纳米纤维膜是利用无机纳米粒子与有机聚合物共同纺丝而得，无机氮化硼在体系中均匀分散，形成了微观三维的有机无机复合网络；并且，本发明所得产品为全固态，没有任何液态电解质添加，从根本上规避了液态锂离子电池带来的固有缺陷。
附图说明
38.图1是实施例1所使用的氮化硼纳米颗粒的sem照片。
39.图2是实施例1所制得的氮化硼复合纳米纤维的sem照片；
40.图3是实施例2所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的表面sem照片；
41.图4是实施例2所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的截面sem照片；
42.图5是实施例3所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的不锈钢/固态电解质/不锈钢对称电池的电化学阻抗谱(eis)图；
43.图6是实施例3所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的不锈钢/固态电解质/不锈钢对称电池的阿伦尼乌斯曲线图；
44.图7是实施例4所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/不锈钢电池的线性扫描伏安曲线(lsv)图；
45.图8是实施例4所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/li对称电池的循环性能图；
46.图9是实施例5所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/lifepo4全固态电池的长期循环性能。
47.图10是实施例5所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/lifepo4全固态软包电池的led灯带点亮示意图。
具体实施方式
48.下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
49.在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
50.实施例1
51.一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备方法，该方法具体步骤如下：
52.(1)氮化硼复合纳米纤维的制备：
53.将1g聚丙烯腈和0.08g双(三氟甲基磺酰)亚胺锂盐(litfsi)溶解于9g n，n-二甲基甲酰胺溶剂中，在室温下搅拌12h得到聚丙烯腈复合溶液；将0.2g氮化硼纳米颗粒分散在聚丙烯腈复合溶液中，在室温下搅拌分散均匀得到聚丙烯腈/氮化硼复合溶液，在70℃下搅拌4h得到静电纺丝前驱液；在静电压为12kv，纺丝距离12cm，纺丝液流速为0.7ml/h，转鼓转速为350rpm的纺丝条件下将前驱液纺成纳米纤维膜，然后在60℃下真空干燥24h，取出置于充满氩气的手套箱中备用，得到氮化硼复合纳米纤维。所使用的氮化硼纳米颗粒的扫描电子显微镜(sem)照片见图1；所制得的氮化硼复合纳米纤维的扫描电子显微镜(sem)照片见图2。
54.(2)聚丙烯腈/氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备：
[0055]ⅰ、将2.45g peo和0.8g litfsi分别在50℃和100℃下真空干燥24小时，然后将二者溶于50ml乙腈中，机械搅拌48h，形成均匀混合的有机聚合物固态电解质溶液；
[0056]ⅱ、将步骤(1)得到的氮化硼复合纳米纤维膜置于聚四氟乙烯模具上，在其表面浇筑一层步骤ⅰ中得到的peo-litfsi有机聚合物固态电解质溶液；
[0057]ⅲ、待有机溶剂乙腈挥发完全后，将复合固态电解质膜从模具中分离出来，并在50℃下真空干燥24小时来除去残留乙腈和吸附的h2o。
[0058]
实施例2
[0059]
一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备方法，该方法具体步骤如下：
[0060]
将1g聚丙烯腈和0.08g双(三氟甲基磺酰)亚胺锂盐(litfsi)溶解于9g n，n-二甲基甲酰胺溶剂中，在室温下搅拌12h得到聚丙烯腈复合溶液；将0.2g氮化硼纳米颗粒分散在聚丙烯腈复合溶液中，在室温下搅拌分散均匀得到聚丙烯腈/氮化硼复合溶液，在70℃下搅拌4h得到静电纺丝前驱液；在静电压为12kv，纺丝距离12cm，纺丝液流速为0.7ml/h，转鼓转速为350rpm的纺丝条件下将前驱液纺成纳米纤维膜，然后在60℃下真空干燥24h，取出置于充满氩气的手套箱中备用，得到氮化硼复合纳米纤维。
[0061]
(2)氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备:
[0062]ⅰ、将2.45g peo和0.8g litfsi分别在50℃和100℃下真空干燥24h，然后将二者溶于60ml乙腈中，机械搅拌48h，形成均匀混合的有机聚合物固态电解质溶液；
[0063]ⅱ、将步骤(1)得到的氮化硼复合纳米纤维膜置于聚四氟乙烯模具上，在其表面浇筑一层步骤ⅰ中得到的peo-litfsi有机聚合物固态电解质溶液；
[0064]ⅲ、待有机溶剂乙腈挥发完全后，将复合固态电解质膜从模具中分离出来，并在50℃下真空干燥24h来除去残留乙腈和吸附的h2o，获得聚丙烯腈/氮化硼纳米纤维复合固态电解质总厚度控制在110～130μm。
[0065]
本实施例制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的表面和截面sem照片见图3和图4。
[0066]
实施例3
[0067]
一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备方法，该方法具体步骤如下：
[0068]
将1g聚丙烯腈和0.08g双(三氟甲基磺酰)亚胺锂盐(litfsi)溶解于9g n，n-二甲基甲酰胺溶剂中，在室温下搅拌得到聚丙烯腈复合溶液；将0.2g氮化硼纳米颗粒分散在聚丙烯腈复合溶液中，在室温下搅拌分散均匀得到聚丙烯腈/氮化硼复合溶液，在70℃下搅拌240min得到静电纺丝前驱液；在静电压为12kv，纺丝距离12cm，纺丝液流速为0.7ml/h，转鼓转速为350rpm的纺丝条件下将前驱液纺成纳米纤维膜，然后在60℃下真空干燥24h，取出置于充满氩气的手套箱中备用，得到氮化硼复合纳米纤维。
[0069]
(2)氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备:
[0070]ⅰ、将2.45g pan和0.8g litfsi分别在50℃和100℃下真空干燥24小时，然后将二者溶于50ml乙腈中，搅拌充分，形成均匀混合的有机聚合物固态电解质溶液；
[0071]ⅱ、将步骤(1)得到的氮化硼复合纳米纤维膜置于聚四氟乙烯模具上，在其表面浇筑一层步骤ⅰ中得到的pan-litfsi有机聚合物固态电解质溶液；
[0072]ⅲ、待有机溶剂乙腈挥发完全后，将复合固态电解质膜从模具中分离出来，并在50℃下真空干燥24小时来除去残留乙腈和吸附的h2o，获得氮化硼纳米纤维复合固态电解质总厚度控制在50～200μm。
[0073]
本实施例制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的不锈钢/固态电解质/不锈钢对称电池的电化学阻抗谱(eis)见图5；阿伦尼乌斯曲线见图6。
[0074]
实施例4
[0075]
一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备方法，该方法具体步骤如下：
[0076]
将1g聚丙烯腈和0.08g双(三氟甲基磺酰)亚胺锂盐(litfsi)溶解于9g n，n-二甲基甲酰胺溶剂中，在室温下搅拌12h得到聚丙烯腈复合溶液；将0.2g氮化硼纳米颗粒分散在聚丙烯腈复合溶液中，在室温下搅拌分散均匀得到聚丙烯腈/氮化硼复合溶液，在70℃下搅拌4h得到静电纺丝前驱液；在静电压为12kv，纺丝距离12cm，纺丝液流速为0.7ml/h，转鼓转速为350rpm的纺丝条件下将前驱液纺成纳米纤维膜，然后在60℃下真空干燥24h，取出置于充满氩气的手套箱中备用，得到氮化硼复合纳米纤维。
[0077]
(2)氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备:
[0078]ⅰ、将2.45g pvdf和0.8g litfsi分别在50℃和100℃下真空干燥24小时，然后将二者溶于60ml乙腈中，机械搅拌48h，形成均匀混合的有机聚合物固态电解质溶液；
[0079]ⅱ、将步骤(1)得到的氮化硼复合纳米纤维膜置于聚四氟乙烯模具上，在其表面浇筑一层步骤ⅰ中得到的pvdf-litfsi有机聚合物固态电解质溶液；
[0080]ⅲ、待有机溶剂乙腈挥发完全后，将复合固态电解质膜从模具中分离出来，并在50
℃下真空干燥24小时来除去残留乙腈和吸附的h2o，获得氮化硼纳米纤维复合固态电解质总厚度控制在110～130μm。
[0081]
本实施例制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/不锈钢电池的线扫伏安(lsv)图见图7；li/固态电解质/li对称电池的循环性能见图8。
[0082]
实施例5
[0083]
一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备方法，该方法具体步骤如下：
[0084]
将1g聚丙烯腈和0.08g高氯酸锂(liclo4)溶解于9g n，n-二甲基甲酰胺溶剂中，在室温下12h搅拌得到聚丙烯腈复合溶液；将0.2g氮化硼纳米颗粒分散在聚丙烯腈复合溶液中，在室温下搅拌分散均匀得到聚丙烯腈/氮化硼复合溶液，在70℃下搅拌4h得到静电纺丝前驱液；在静电压为12kv，纺丝距离12cm，纺丝液流速为0.7ml/h，转鼓转速为350rpm的纺丝条件下将前驱液纺成纳米纤维膜，然后在60℃下真空干燥24小时，取出置于充满氩气的手套箱中备用，得到氮化硼复合纳米纤维。
[0085]
(2)氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备:
[0086]ⅰ、将2.45g pmma和0.8g liclo4分别在50℃和100℃下真空干燥24小时，然后将二者溶于50ml乙腈中，机械搅拌48h，形成均匀混合的有机聚合物固态电解质溶液；
[0087]ⅱ、将步骤(1)得到的氮化硼复合纳米纤维膜置于聚四氟乙烯模具上，在其表面浇筑一层步骤ⅰ中得到的pmma-liclo4有机聚合物固态电解质溶液；
[0088]ⅲ、待有机溶剂乙腈挥发完全后，将复合固态电解质膜从模具中分离出来，并在50℃下真空干燥24小时来除去残留乙腈和吸附的h2o，获得氮化硼纳米纤维复合固态电解质总厚度控制在110～130μm。
[0089]
本实施例制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/lifepo4全固态电池的长期循环性能见图9。制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/lifepo4全固态软包电池的led灯带点亮示意图见图10。
[0090]
应用例
[0091]
实施例1所使用的氮化硼纳米颗粒的sem照片如图1所示。纳米氮化硼尺寸较为均匀，无机氮化硼纳米颗粒呈现出六方纳米片状结构，形貌图中纳米氮化硼直径为50-1000nm和厚度为10-100nm的纳米片。
[0092]
实施例1所制得的氮化硼复合纳米纤维的sem照片(高倍和低倍图)分别如图2所示。无机氮化硼纳米颗粒都较均匀地分散在纳米纤维上且纤维结构保持完整。这既避免了在复合固态电解质中无机填料发生聚集，而且为li
+
提供了连续快速的传输路径，有助于提高电解质的离子电导率。此外，氮化硼复合纳米纤维框架中存在诸多孔隙，这有利于后续“聚合物-导电锂盐”溶液完全渗透到氮化硼复合纳米纤维网络中，形成紧密的无机填料/聚合物界面，从而能够提高离子在界面处的传导速率以及降低二者的界面电阻。
[0093]
实施例2所制得的氮化硼复合纳米纤维固态电解质的表面和截面照片sem照片如图3和图4所示，氮化硼纳米纤维复合固态电解质表面平整光滑且致密和有少许纹路，这是因为peo-litfsi聚合物固态电解质溶液浇注过程中有机聚合物溶液在复合纳米纤维中的渗透和后续浇筑后的溶液中的乙腈挥发所致。
[0094]
实施例3所制得的氮化硼纳米纤维固态电解质的不锈钢/固态电解质/不锈钢对称电池的eis和阿伦尼乌斯曲线分别如图5和图6所示。通过计算得出，50℃下复合固态电解质
离子电导率高达1.26
×
10-4s·
cm-1
。高离子电导率主要来自两方面原因：一是氮化硼复合纳米纤维网络形成了长距离连续的3d导离子传输路径，加速li
+
的传输；二是无机氮化硼填料降低了聚合物的结晶度，加速了高分子链段的运动，使得li
+
更易在聚合物基质中迁移。
[0095]
实施例4所制得氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/不锈钢电池的线扫伏安(lsv)图如图7所示，可以看出li/固态电解质/不锈钢电池在50℃下具有较宽的电化学窗口。
[0096]
实施例4所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/li对称电池的循环性能图如图8所示。对称锂电池的电压波动很小，几乎无明显变化，始终维持在0.05v左右，且可稳定循环超过500小时。这表明li
+
可以在聚丙烯腈/氮化硼纳米纤维复合固态电解质内部有序转移并在界面处均匀沉积，从而形成了稳定的固态电解质/锂金属界面层。
[0097]
实施例5所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/lifepo4全固态电池的长期循环性能如图9所示。全固态电池在循环100圈后，仍具有129.7mah
·
g-1
的高放电容量，且电池的平均库伦效率高于99.6％，具有出的循环稳定性。
[0098]
实施例5所制得的氮化硼纳米纤维复合固态电解质的li/固态电解质/lifepo4全固态软包电池的led灯带点亮示意图如图10所示。led灯照明测试可以直观地展现软包柔性全固态电池在弯曲形变下的工作状态。结果表明，柔性全固态软包电池可以在不同的弯曲条件下为一串led灯带持续稳定供电。(包括平铺，弯曲和折叠条件下仍然可以点亮led灯带)。
[0099]
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：

1.一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、先将聚丙烯腈和导电锂盐溶于n,n-二甲基甲酰胺中，得到聚合物复合溶液，接着将氮化硼纳米颗粒均匀分散于聚合物复合溶液中，得到前驱液；s2、再将前驱液通过静电纺丝获得纳米纤维膜，干燥，得到氮化硼纳米纤维膜；s3、然后将聚合物与导电锂盐搅拌溶于乙腈中，得到固态电解质溶液；s4、最后将步骤s2所得氮化硼纳米纤维置于模具上，在其表面浇筑一层步骤s3所得固态电解质溶液，待乙腈完全挥发后，脱模，干燥，即得。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电锂盐选自卤化锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂中的任一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，聚丙烯腈、导电锂盐、n,n-二甲基甲酰胺、氮化硼纳米颗粒的质量比为1：0.08～1：9：0.1～0.4。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，前驱液的制备方法如下：先将氮化硼纳米颗粒加入聚合物复合溶液中，20～30℃搅拌12小时，接着在60～80℃条件下搅拌4小时即得。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，静电纺丝的工艺条件如下：静电压12～15kv，纺丝距离12～15cm，纺丝液流速为0.5～1.0ml/h，纺丝转鼓转速为300～350rpm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述聚合物选自聚环氧乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯中的任一种或多种的混合物。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，聚合物和导电锂盐在投料前先进行干燥处理，具体方法是：聚合物在50℃真空干燥24小时，导电锂盐在100℃真空干燥24小时。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，聚合物、导电锂盐、乙腈的用量比为2～4g：0.5～1.2g：40～70ml。9.一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质，其特征在于，是通过权利要求1～8中任一项所述制备方法得到的。10.权利要求9所述一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质在柔性固态锂电池制备中的应用。

技术总结

本发明公开了一种氮化硼纳米纤维复合固态电解质、制备方法及应用，先将无机氮化硼填料分散在聚丙烯腈聚合物复合溶液中，通过静电纺丝方法，制备得氮化硼复合纳米纤维膜；最后，将氮化硼复合纳米纤维与“聚合物-导电锂盐”体系复合，获得氮化硼纳米纤维复合固态电解质。本发明构建了三维氮化硼复合纤维网络框架，用作柔性复合固态电解质的支撑框架。通过优化无机氮化硼填料在聚丙烯腈聚合物中的分散，在聚合物基质中构建三维氮化硼复合纳米纤维导离子框架，不仅能够在一定程度上保持无机填料的均匀分散，而且可以为Li