CN110323489A - 一种固态锂离子导体及其制备方法与应用 - Google Patents

一种固态锂离子导体及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种固态锂离子导体及其制备方法与应用，属于二次电池领域。本发明通过将LiOH与烷基铝反应，得到含有LiAlO2和Li3AlO3的多晶复合物的固态锂离子导体。优选地，所述反应在液态电解液中进行，所述电解液为锂盐溶解在有机溶剂中得到的溶液。优选地，LiOH为锂片上原位反应得到的LiOH或者是粉末状的LiOH。本发明制备出的固态锂离子导体的电极具有高室温离子电导率和低电子电导率，该固态锂离子导体与锂金属紧密结合可大幅度降低界面接触电阻。将制备的固态锂离子导体应用到金属锂电池中，能有效而显著的改善锂枝晶问题以及保护金属锂，从而全面提升金属锂电池的循环性能。该方法制备固态锂离子导体无需加热、制备工艺简单、成本低廉。

Description

一种固态锂离子导体及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于二次电池领域，更具体地，涉及一种固态锂离子导体及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，新能源电动汽车得到了蓬勃发展，但目前商业化的锂离子电池技术难以满足电动汽车长续航里程的需求。因此，发展高能量密度和高输出功率的新电池技术引起了业界的广泛关注。
锂金属电池如锂硫电池和锂空气电池具有高的能量密度，未来有望应用于电动汽车及其它储能***中。锂金属具有高的理论比容量(3860mAhg-1)和极低的电化学势电池(-3.04V相对于标准氢电极)，但将金属锂作为负极时仍存在一些难以解决的问题。锂金属在循环过程中的不均匀沉积很容易产生枝晶，锂枝晶的形成一方面会与电解液不断反应，使得活性锂和电解液不断地被消耗；另一方面，锂枝晶的不可逆生长可能会刺穿隔膜而导致电池短路甚至***，引发安全问题。
目前，针对锂金属保护的方法主要有以下几个方面：引入电解液添加剂；采用高盐的电解液；在金属锂表面涂覆一层人工SEI膜；采用固态电解质。
使用固态电解质有望从根本上解决上述问题。理想的固态电解需要有高的室温离子电导率、高的机械强度、不挥发、不易燃和在电池的工作电压范围内能保持电化学稳定性等特点。目前固态电解质大体可分为三类：无机(陶瓷/玻璃态)固态电解质、聚合物电解质及复合电解质。相对于聚合物固体电解质，无机固体电解质能够在宽的温度范围内保持电化学稳定性，因此基于无机固态电解质的电池具有更高的安全性能。
但目前无机固体电解质仍存在较多问题：1)大部分固态电解质的室温锂离子电导率较低；2)固态电解质与电极之间存在很大的界面接触电阻；3)有些固态电解质具有高的电子电导率，可能会使金属锂直接在固态电解质内部沉积。因此，上述问题需要解决后才有可能实现固态电解质的商业化。
原子层沉积(ALD)技术具有共形沉积和膜厚精确可控等特点，被广泛用来修饰电极材料。目前ALD技术可用来生长氧化物、氮化物和硫化物等，其中Al2O3是最常用来沉积的材料。当将Al2O3沉积在锂金属表面时，其能有效阻止电解液、水蒸气和氧气等对锂金属的腐蚀，但Al2O3自身具有低的导锂离子能力，可能会降低电极界面处的锂离子传输系数，从而限制电池的循环性能。LiAlOx相比于Al2O3具有更高的锂离子电导，目前有文献报道利用ALD技术沉积LiAlOx薄膜用来包覆正极材料和石墨电极，但沉积的薄膜的室温锂离子电导仍然较低(～10-7S/cm)。另外，ALD沉积技术需要在高真空环境中进行、前驱体源价格昂贵和薄膜生长速度较缓慢等缺点，在一定程度上限制了其大范围的应用。
因此研究具有高室温锂离子电导率、低电子电导率的固态电解质和降低界面接触电阻对发展全固态的金属锂电池具有重要的意义。
发明内容
本发明解决了现有技术中固态导体的室温锂离子电导率低，固态导体与电极之间存在的界面接触电阻大，以及具有高的电子电导率会导致金属锂直接在固态电解质内部沉积的技术问题。本发明通过将LiOH与烷基铝反应，得到含有LiAlO2和Li3AlO3的多晶复合物的固态锂离子导体。LiOH为锂片上原位反应得到的LiOH或者是粉末状的LiOH。本发明制备出的固态锂离子导体的电极具有高室温离子电导率和低电子电导率，该固态锂离子导体与锂金属紧密结合可大幅度降低界面接触电阻。将制备的固态锂离子导体应用到金属锂电池中，能有效而显著的改善锂枝晶问题以及保护金属锂，从而全面提升金属锂电池的循环性能。
按照本发明的第一方面，提供了一种固态锂离子导体的制备方法，所述制备方法为LiOH与烷基铝溶液反应，得到所述固态锂离子导体，所述固态锂离子导体为多晶复合物。
优选地，所述反应在液态电解液中进行，所述电解液为锂盐溶解在有机溶剂中得到的溶液。
优选地，所述LiOH的制备过程为：将锂片置于能与水互溶的有机溶剂和水的混合液中，使锂片漂浮在混合液表面，与混合液接触的锂片原位生成LiOH。
优选地，所述LiOH为粉末状。
优选地，所述锂盐为含有氟原子的锂盐，所述有机溶剂为醚类有机溶剂或烷烃类有机溶剂。
优选地，所述含有氟原子的锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟黄酰亚胺或六氟磷酸锂中的至少一种，所述醚类有机溶剂为四乙二醇二甲醚和二乙二醇二甲醚中的至少一种，所述烷烃类有机溶剂为正己烷、正戊烷和正辛烷中的至少一种。
优选地，所述多晶复合物含有LiAlO2、Li3AlO3、Al2O3、Li2CO3和LiF。
优选地，所述烷基铝为三甲基铝或三乙基铝。
按照本发明的另一方面，提供了任一所述制备方法制备得到的固态锂离子导体。
按照本发明的另一方面，提供了所述的固态锂离子导体在含有锂金属负极的电池中的应用。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得以下有益的效果：
(1)本发明制备固态锂离子导体的方法简单易行，成本低廉，在常温下常压下通过LiOH与三乙基铝溶液发生化学反应，即可制备Li-Al-O氧化物固态电解质，该固态电解质具有高的室温离子电导率(>10-4S cm-1)和低的电子电导率(<10-6S cm-1)。
(2)本发明的固态锂离子导体在金属锂表面原位生成，其与金属锂紧密接触，可大幅降低界面接触电阻。
(3)该方法制备的固态锂离子导体，能有效抑制枝晶的生长，同时能有效阻止有机溶剂、水分子和氧气对金属锂的腐蚀，将该固态锂离子导体应用到金属电池、锂-磷酸铁锂和锂-氧气电池中，可较大幅度地提升金属锂的稳定性及电池的循环性能。该方法制备固态锂离子导体无需加热、制备工艺简单、成本低廉。
(4)将本发明的固态锂离子导体应用到锂-锂对称电池中，电池循环可长达1200h。该电池体系中锂金属稳定性提升的主要原因是以下两方面：第一，该固态电解质具有高的室温离子电导率，能降低锂沉积和溶出过程中锂离子的浓差极化，在循环过程中产生均匀的锂离子流，使得锂均匀成核；第二，该固态锂离子导体具有低的电子电导率，能有效抑制锂在固态电解质内部成核和生长。因此，在该固态锂离子导体的保护下，锂金属的稳定性显著提升。
(5)将本发明的固态锂离子导体应用到锂离子电池(磷酸铁锂)中时，该固态电解质能有效的稳定锂负极和抑制锂枝晶，磷酸铁锂电池的循环性能得到明显提升。
(6)将本发明的固态电解质应用到锂-氧电池中时，在300mA g-1的电流密度下，锂-氧气电池能循环179圈。锂-氧气电池循环性能提升的主要原因是：该固态锂离子导体除了含有LiAlO2和Li3AlO3等锂离子化合物外，还含有Al2O3，Al2O3薄膜具有极低的氧气和水蒸气的透过率，因此该固态锂离子导体能有效的抑制有机溶剂、水分子和氧气分子对锂负极的腐蚀和破坏。
附图说明
图1为使用本发明的固态锂离子导体测得的Al 2p的XPS图谱。
图2为使用本发明的固态锂离子导体测得的Li 1s的XPS图谱。
图3为使用本发明的固态锂离子导体的透射图。
图4为实施例1中原位生长固态锂离子导体的电极的制备流程图。
图5为使用本发明的固态锂离子导体的锂-锂对称电池循环70圈后锂片的扫描图。
图6为使用该固态锂离子导体和空白锂片的锂-锂对称电池的时间-电压曲线比较图。
图7为使用空白锂片锂-锂对称电池循环70圈后锂片的扫描图。
图8为使用本发明中固态锂离子导体保护的锂片和空白锂片的锂-氧气电池的循环-电压-比容量曲线比较图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明一种固态锂离子导体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含有氟原子的有机锂盐溶解在醚类有机溶剂中，得到电解液；
(2)将烷基铝溶液加入到步骤(1)所述的电解液中，得到溶液；在惰性气体氛围下，将LiOH粉末加入到所述溶液中，充分反应后，得到固态锂离子导体，所述固态锂离子导体为含有LiAlO2和Li3AlO3的多晶复合物。
步骤(1)所述含有氟原子的有机锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂或六氟磷酸锂，所述醚类有机溶剂为二乙二醇二甲醚溶液或四乙二醇二甲醚，所述电解液的浓度为0.5mol/L-5mol/L；步骤(2)所述烷基铝为三乙基铝或三甲基铝，所述溶液中烷基铝的浓度为5mmol/L-200mmol/L，所述LiOH粉末的质量比上所述溶液的体积为0.36g/L-14.4g/L。
本发明一种原位生长固态锂离子导体的电极的制备方法，包括以下步骤：
(1)将含有氟原子的有机锂盐溶解在醚类有机溶剂中，得到电解液；
(2)在惰性气氛条件下，将锂片的其中一部分***能与水互溶的有机醚溶剂与水的混合液中，***混合液中的锂片部分原位生成LiOH；
(3)在惰性气氛条件下，将烷基铝溶液加入到步骤(1)所述的电解液中，得到溶液；将所述溶液滴加到步骤(2)生成的LiOH上，所述烷基铝和LiOH反应得到固态锂离子导体，所述固态锂离子导体为含有LiAlO2和Li3AlO3的多晶复合物。
步骤(1)所述含有氟原子的有机锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂或六氟磷酸锂，所述醚类有机溶剂为二乙二醇二甲醚溶液或四乙二醇二甲醚，所述电解液的浓度为0.5mol/L-5mol/L；步骤(2)所述能与水互溶的有机醚溶剂为二乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚；步骤(3)所述烷基铝为三乙基铝或三甲基铝，所述溶液中烷基铝的浓度为5mmol/L-200mmol/L。
本发明任一所述方法制备得到的固态锂离子导体。
本发明任一所述方法制备得到的原位生长固态锂离子导体的电极。
所述固态锂离子导体的高度为40um-150um。
本发明所述固态锂离子导体在金属锂电池中的应用。
本发明所述固态锂离子导体压成陶瓷片，所述陶瓷片厚度为40um-150um，将金属锂片贴于陶瓷片一侧，将其置于200℃-300℃烘箱中加热50min-70min，加热过程中同时施0.5MPa-5MPa压力，即得到含有固态锂离子导体的电极，该电极在金属锂电池中作为电极的应用；
优选地，所述金属锂电池为锂-锂对称电池、锂-磷酸铁锂电池或锂-氧气电池。
本发明所述的原位生长固态锂离子导体的电极在金属锂电池中作为电极的应用；
优选地，所述金属锂电池为锂-锂对称电池、锂-磷酸铁锂电池或锂-氧气电池。
实施例1
固态锂离子导体的制备方法如下：本实施例以手套箱作为气氛环境，将2.87g双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶解于10mL二乙二醇二甲醚的电解液中，室温搅拌12h后，得到1.0molL-1的电解液。然后往上述电解液里面加入0.05～2mL浓度为1mol/L的三乙基铝溶液搅拌6h后得到溶液A，所述溶液A中烷基铝的浓度为5～200mmol/L，称取3.6～144mg的LiOH粉末加入溶液A中，搅拌1h即可完全反应。反应完全后得到白色粉末，该粉末用二乙二醇二甲醚冲洗三遍，将残留的三乙基铝去掉，然后置于手套箱里自然干燥。取5～30mg上述粉末施加5～15MPa的压力将其压制为厚度为40～150um陶瓷片。通过Al 2p和Li 1s的X射线光电子能谱(XPS)分析可知该固态锂离子导体的主要成分是LiAlO2，Li3AlO3，Al2O3，Li2CO3，LiF和一些有机化合物的复合物，如图1和图2。该固态锂离子导体在透视电子显微镜(TEM)出现明显的晶格条纹，说明该复合物是多晶的，如图3。
将金属锂片贴于陶瓷片一侧，将其置于250℃烘箱中加热2h，加热过程中同时施0.5～5MPa压力，即可制备低界面电阻的Li│Li-Al-O电极。
使用交流阻抗的方法测试该固态锂离子导体的离子电导率，具体过程如下：将一块新鲜的锂片均匀地压在上述固态锂离子表面，然后在锂片一层压上3～5层泡沫镍组装扣式电池，25℃条件下该固态电解质薄膜离子电导率为1.67x10-4S cm-1(包括晶界和晶体内部的离子电导率)，体相离子电导率高达1.56x10-3S cm-1(只包括晶体内部的锂离子电导率)。
原位生长固态锂离子导体的电极的制备过程流程图如图4所示。本实施例以手套箱作为气氛环境，将新鲜锂片置于含水的二乙二醇二甲醚反应，在锂金属表面引入一层LiOH，反应完全后，置于手套箱里面使其自然干燥。LiOH层的厚度可以通过反应时间和水的浓度进行不同调整。
将30～200uL含有5～200mmol/L三乙基铝溶液的电解液滴在上述锂片表面，该电解液为1.0mol L-1双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐的二乙二醇二甲醚溶液。待其反应完全后，用二乙二醇二甲醚冲洗三遍，将残留的三乙基铝去掉，然后置于手套箱里自然干燥，即可在锂金属表面制备一层固态锂离子导体，该离子导体层的高度为40～150um，即锂片***含水的二乙二醇二甲醚中的深度。通过XPS和TEM表征发现该方法制备的固态电解质主要是由LiAlO2，Li3AlO3，Al2O3，Li2CO3，LiF和一些有机化合物组成的多晶复合物。
使用交流阻抗的方法测试该固态锂离子导体的离子电导率，具体过程如下：将一块新鲜的锂片均匀地压在上述固态锂离子表面，然后在锂片一层压上3～5层泡沫镍组装扣式电池，25℃条件下该固态电解质薄膜离子电导率为1.42x10-4S cm-1，体相离子电导率高达1.41x10-3S cm-1。
本发明实施例中制备固态锂离子导体的方法简单易行，成本低廉。该固态锂离子导体中含有LiAlO2和Li3AlO3，这些化合物具有较好的导锂离子能力，使该固态电解质具有高的室温锂离子电导率。另外，由于Al3+是强的硬酸而O2-是强的弱碱，两者形成化合物时电子云会被强烈地束缚，使得该固态电解质的具有低的电子电导率。该固态电解质在锂金属表面原位生成，与金属锂接触紧密，能大幅降低界面电阻。
实施例2
将实施例1得到的在锂金属表面制备一层40～150um的固态锂离子导体，将两片含有该固态锂离子导体的锂片面对面压在一起组装锂-锂对称电池，为确保固态电解质之间紧密接触，在锂片一侧紧密压上3～5层泡沫镍。
电池装好后静置6h，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，电流密度为0.2mAcm-2，容量限制0.4mAh cm-2。循环70圈后锂金属表面平整无裂纹，无锂枝晶出现，如图5。即使循环了1200h后,电池的仍能基本保持稳定，极化电压在0.04V以下，如图6。
对比例1
将2.87g双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶解于10mL四乙二醇二甲醚的电解液中，室温搅拌12h后，得到1.0mol L-1的电解液。将所得的电解液注入锂-锂对称电池中，得到本实施例的锂-锂对称电池，该电池采用玻璃纤维作为隔膜，空白锂片作为电极。
电池装好后静置6h，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，电流密度为0.2mAcm-2，容量限制为0.4mAh cm-2。循环70圈后，锂片严重粉化，如图7，循环500h后，电池的极化逐渐增大，如图6。
对比例2
将2.87g双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶解于10mL二乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊环(体积比1:1)混合溶剂中，室温搅拌12h后，得到1.0mol L-1的电解液。将所得的电解液注入锂-锂对称电池中，得到本实施例的锂-锂对称电池，该电池采用玻璃纤维作为隔膜，空白锂片作为电极。
电池装好后静置6h，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，电流密度为0.2mAcm-2，容量限制为0.4mAh cm-2。电池循环550h后，电池的极化逐渐增大。
结合实施例2、对比例1和对比例2，表明实施例1中制备的固态锂离子导体能有效抑制枝晶，且能阻止有机溶剂对锂负极的腐蚀，从而可大幅度提升电池的稳定性。该固态电解质能有效抑制锂枝晶的主要原因有：1)该固态锂离子导体中含有LiAlO2和Li3AlO3，这些化合物具有较好的导锂离子能力，可以降低锂沉积和溶出过程锂离子的浓差极化，沉积过程中锂金属表面有均匀的锂离子流，有利于锂的均匀成核；2)由于Al3+是强的硬酸而O2-是强的弱碱，两者形成化合物时电子云会被强烈的束缚，使得该固态电解质的具有低的电子电导率，低的电子电导率会抑制锂枝晶在固态电解质内。
实施例3
与实施例1相同的方法在锂金属表面制备一层40～150um的固态锂离子导体，将其作为锂-磷酸铁锂电池的负极，将涂覆磷酸铁锂的铝薄压在固态锂离子导体上，为保证磷酸铁锂与固态锂离子导体紧密接触，在铝箔集流体一侧紧密压上3～5层泡沫镍后组装电池。
电池装好后静置6h，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，0.5C的倍率进行充放电。该电池循环200圈后，比容量仍然有135mAh g-1。
对比例3
与对比例1相同的方法配制1.0mol L-1锂盐电解液，将所得的电解液注入于锂-磷酸铁锂电池中，将空白锂片作为负极，PP作为隔膜，得到本对实施例的锂-磷酸铁锂电池。
电池装好后静置6h，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，0.5C的倍率进行充放电。该电池稳定循环200圈后，空白样的比容量只有40mAh g-1。
对比例4
与对比例2相同的方法配制1.0mol L-1锂盐电解液，将所得的电解液注入于锂-磷酸铁锂电池中，将空白锂片作为负极，PP作为隔膜，得到本对实施例的锂-磷酸铁锂电池。
电池装好后静置6h，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，0.5C的倍率进行充放电。该电池稳定循环200圈后，空白样的比容量只有55mAh g-1。
结合实施例3、对比例3和对比例4，表明实施例2中制备的固态锂离子导体能有效提高金属锂的稳定性，避免有机溶剂对锂负极的腐蚀，且能抑制锂枝晶，在一定程度上提高了磷酸铁锂的循环稳定性。
实施例4
与实施例2相同的方法配制1.0mol L-1锂盐电解液。将所得的电解液注入于锂-氧气电池中，将碳纳米管薄膜作为正极，与实施例1相同的方法制备的固态锂离子导体作为负极，玻璃纤维作为隔膜，得到本实施例的锂-氧气电池。
在氧气饱和的条件下测试该锂-氧气电池，静置6h后，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，电流密度为300mA g-1,容量限制1000mAh g-1，该锂-氧气电池能稳定循环179圈，如图8。
而将空白锂片作为负极时，同样的测试条件下，电池循环31圈后，放电电压低于2V，电池终止。
实施例5
将2.87g双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶解于10mL二乙二醇二甲醚溶剂中，室温搅拌12h后，得到1.0mol L-1的电解液。将所得的电解液注入于锂-氧气电池中，将碳纳米管薄膜作为正极，与实施例1相同的方法制备的固态锂离子导体作为负极，玻璃纤维作为隔膜，得到本实施例的锂-氧气电池。
在氧气饱和的条件下测试该锂-氧气电池，静置6h后，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，电流密度为300mA g-1,容量限制1000mAh g-1，该电池能稳定循环156圈。
而将空白锂片作为负极时，同样的测试条件下，电池循环27圈后，放电电压低于2V，电池终止。
实施例6
将2.87g双三氟甲烷磺酰亚胺锂盐溶解于10mL二甲亚砜溶剂溶剂中，室温搅拌12h后，得到1.0mol L-1的电解液。将所得的电解液注入于锂-氧气电池中，将碳纳米管薄膜作为正极，与实施例1相同的方法制备的固态锂离子导体作为负极，玻璃纤维作为隔膜，得到本实施例的锂-氧气电池。
在氧气饱和的条件下测试该锂-氧气电池，静置6h后，于LAND-CT2001A测试仪上进行充放电测试，电流密度为300mA g-1，容量限制1000mAh g-1，该电池能稳定循环136圈。
而将空白锂片作为负极时，同样的测试条件下，电池循环21圈后，放电电压低于2V，电池终止。
结合实施例4、实施例5和本实施例6，表明实施例1中制备的固态锂离子导体能有效的提升锂-氧气电池的循环稳定性。这种优异的性能可能来源于该固态锂离子导体除了含有LiAlO2,Li3AlO3等导锂离子的化合物外，还含有Al2O3，Al2O3薄膜具有极低的氧气和水蒸气的透过率，常作为薄膜晶体管和电子器件的封装材料，因此，该固态锂离子导体能有效抑制有机溶剂、水分子和氧气对锂金属负极的腐蚀。此外，Al2O3薄膜具有高的介电常数(≈9)，常用作薄膜晶体管的介电层，使得该固态锂离子导体具有低的电子电导率，低的电子电导率能有效抑制锂枝晶在固态电解质内部的成核和生长。
综上所述，本发明提出了一种固态锂离子导体的制备方法。其制备过程只需在金属锂片表面引入LiOH层，然后与三乙基铝发生化学反应，即可得到具有高室温离子电导率和低电子电导率的Li-Al-O固态电解质。该固态锂离子导体的主要成分是LiAlO2，Li3AlO3，Al2O3，Li2CO3，LiF和一些有机化合物的多晶复合物。该固态锂离子导体能有效地抑制有机溶剂、水分子和氧气对金属锂的腐蚀，且能抑制锂枝晶。将该固态锂离子导体应用于锂-锂对称电池，锂-磷酸铁锂电池和锂-氧气电池时，电池的循环稳定性得到了较好的提升。
相比于之前固态电解质的制备，该固态锂离子导体的制备方法简单易得，价格便宜，效果明显。使用该固态电解质组装的锂-锂对称电池能稳定循环1200h，且极化电压基本保持在0.04V以内。此外，将该固态锂离子导体作为锂-氧气电池的负极时，电池能稳定循环179圈，是空白锂片作为负极的6倍多。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固态锂离子导体的制备方法，其特征在于，所述制备方法为LiOH与烷基铝溶液反应，得到所述固态锂离子导体，所述固态锂离子导体为多晶复合物。
2.如权利要求1所述的固态锂离子导体的制备方法，其特征在于，所述反应在液态电解液中进行，所述电解液为锂盐溶解在有机溶剂中得到的溶液。
3.如权利要求1或2所述的固态锂离子导体的制备方法，其特征在于，所述LiOH的制备过程为：将锂片置于能与水互溶的有机溶剂和水的混合液中，使锂片漂浮在混合液表面，与混合液接触的锂片原位生成LiOH。
4.如权利要求1或2所述的固态锂离子导体的制备方法，其特征在于，所述LiOH为粉末状。
5.如权利要求2所述的固态锂离子导体的制备方法，其特征在于，所述锂盐为含有氟原子的锂盐，所述有机溶剂为醚类有机溶剂或烷烃类有机溶剂。
6.如权利要求5所述的固态锂离子导体的制备方法，其特征在于，所述含有氟原子的锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟黄酰亚胺或六氟磷酸锂中的至少一种，所述醚类有机溶剂为四乙二醇二甲醚和二乙二醇二甲醚中的至少一种，所述烷烃类有机溶剂为正己烷、正戊烷和正辛烷中的至少一种。
7.如权利要求5或6所述的固态锂离子导体的制备方法，其特征在于，所述多晶复合物含有LiAlO2、Li3AlO3、Al2O3、Li2CO3和LiF。
8.如权利要求1所述的固态锂离子导体的制备方法，其特征在于，所述烷基铝为三甲基铝或三乙基铝。
9.如权利要求1-9任一所述制备方法制备得到的固态锂离子导体。
10.如权利要求9所述的固态锂离子导体在含有锂金属负极的电池中的应用。
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