本技术涉及一种高离子电导率硫化物固态电解质和制备方法及应用，属于硫化物固态电池领域。
背景技术：
1、目前，现有的固态电解质主要分为氧化物固态电解质、硫化物固态电解质和聚合物固态电解质三种，而硫化物固态电解质因为具有较高的离子电导率和加工性能而被认为是一种最具有广阔产业化前景的固态电解质材料。实现硫化物固态电解质的商业化应用首先要满足高离子电导率的前提条件，目前所报道的lgps及lspscl有着良好的离子电导率(～10ms cm-1)，但其倍率及长循环性能较差。其四方结构稳定性差，需要更多的预处理，才能达到理想的电化学性能。与此相对的，硫银锗矿型硫化物固态电解质具有稳定的结构，电池循环过程中有着良好的稳定性及优异的倍率性能，具有广阔的应用前景。但是目前所报道的硫银锗矿离子电导率较低，因此，目前硫银锗矿硫化物固态电解质离实际应用的目标尚远。
2、现有技术中，技术人员采用了高能球磨、等离子体等方法来制备相应的固态电解质，但这些方法成本高昂，难以真正产业化。因此亟需寻找价格低廉且制备方法简单、性能更好的高离子电导率硫化物固态电解质并应用于锂电池中。
技术实现思路
1、针对现有制备技术存在的上述问题，本发明的目的在于提出一种行之有效的高离子电导率硫化物固态电解质方法，通过对原料li2s、p2s5、ges2、sb2s3、si、s、lii进行普通的球磨煅烧得到高离子电导率，优异电化学性能的高离子电导率硫化物固态电解质，进而推动其商业化发展。
2、根据本技术的一个方面，提供了一种高离子电导率硫化物固态电解质，其特征在于，所述高离子电导率硫化物固态电解质的通式为li(7-x)(gesi)(1-x)/2sbxs5i，其中1/3≤x≤1。
3、可选地，所述高离子电导率硫化物固态电解质的通式为li(7-x)(gesi)(1-x)/2sbxs5i，其中x的取值选自1/3、1/2、2/3、1中的任意值或上述任意两者之间的范围值。
4、可选地，所述高离子电导率硫化物固态电解质的离子电导率为1×10-3～2×10-2s/cm。
5、可选地，所述高离子电导率硫化物固态电解质的离子电导率选自1×10-3s/cm、2×10-3s/cm、3×10-3s/cm、2×10-2s/cm中的任意值或上述任意两点间的范围值。
6、根据本技术的另一个方面，提供了一种所述的高离子电导率硫化物固态电解质的制备方法，所述制备方法包括：
7、将含有li2s、sb2s3、s、lii的混合物，球磨、反应，得到所述高离子电导率硫化物固态电解质。
8、可选地，所述混合物中还包括ges2和si。
9、可选地，所述li2s、ges2、si、sb2s3、s、lii的摩尔比为：2.5～3：0～0.33：0～0.33：0.17～0.5：1.05：1。
10、可选地，所述球磨的转速为300～500转/分，球磨的时间为15～25h。
11、可选地，所述球磨的转速选自300转/分、350转/分、400转/分、450转/分、500转/分中的任意值或上述任意两点间的范围值。
12、可选地，所述球磨的时间选自15h、17h、20h、22h、25h中的任意值或上述任意两点间的范围值。
13、可选地，所述球磨之前先进行预磨，所述预磨的转速为100～300转/分，预磨的时间为1～2h。
14、可选地，所述预磨的转速选自100转/分、150转/分、200转/分、250转/分、300转/分中的任意值或上述任意两点间的范围值。
15、可选地，所述预磨的时间选自1h、1.2h、1.5h、2h中的任意值或上述任意两点间的范围值。
16、可选地，所述反应的温度为400～500℃，反应的时间为3～7h。
17、可选地，所述反应的温度选自400℃、420℃、450℃、480℃、500℃中的任意值或上述任意两点间的范围值。
18、可选地，所述反应的时间选自3h、4h、5h、6h、7h中的任意值或上述任意两点间的范围值。
19、根据本技术的又一个方面，提供了一种上述所述的高离子电导率硫化物固态电解质在硫化物固态电池中的应用。
20、可选地，所述硫化物固态电池包括正极、负极和固态电解质；
21、所述固态电解质为高离子电导率硫化物固态电解质；
22、所述正极选自lini0.8co0.1mn0.1o2、lini0.6co0.2mn0.2o2、licoo2中的一种；
23、所述负极选自li-in合金、li-mg合金、li-sn合金中的至少一种。
24、本技术通过下述技术方案实现：
25、一种高离子电导率硫化物固态电解质设计方案，其包括高离子电导率硫化物固态电解质制备，正负极匹配及其结构设计。
26、复合硫化物固态电解质的制备方法采用以下步骤制备得到：
27、(1)将物质的量之比为2.5～3：0～0.33：0～0.33：0.17～0.5：1.05：1的li2s、ges2、si、sb2s3、s、lii置于球磨罐中，通过100～300转/分预磨1～2h，300～500转/分的球磨15～25h得到硫化物固态电解质的非晶相混合物，将进行冷压得到素胚，放入石英管中，室温下加热至400～500℃加热3～7h，温度降至室温得到陶瓷相高离子电导率硫化物固态电解质。
28、(2)将质量为90～110mg的固态电解质置于电池模具中，采取400～550mpa压力压制1～3min，正极选取ncm811(lini0.8co0.1mn0.1o2)、ncm622(lini0.6co0.2mn0.2o2)、lco(licoo2)中的一种进行400～550mpa压力压制1～3min。
29、(3)将裁切好的li-in、li-mg或li-sn合金中的一种或几种混合作为负极置于电池模具底部，采取20～50mpa压力压制1～3min，最后测试其电化学性能。
30、步骤(2)中固态电解质为li20/3(gesi)1/3sb1/3s5i，li19/3(gesi)1/6sb2/3s5i，li13/2(gesi)1/4sb1/2s5i，li6(gesi)0sb1s5i中的一种。
31、本发明公开了一种高离子电导率硫化物固态电解质设计、制备及应用方法。此发明属于硫化物固态电池领域。本发明主要通过调节li2s、ges2、sb2s3、si、s、lii的比例，改善硫银锗矿结构的lpsi(锂磷硫碘化物)离子电导率及电化学性能，进而得到一种高离子电导率及优异电化学性能的高离子电导率硫化物固态电解质。该电解质通过ge、si、sb对p元素的完全取代，增大了离子半径，为锂离子传输提供通道，导致了锂离子的协同迁移和较高的离子电导率。组装的全固态电池具有极高的容量及优异的长循环性能。
32、本技术能产生的有益效果包括：
33、1)本技术所提供的高离子电导率硫化物固态电解质，通过ge、si、sb完全取代p，增大离子半径，提高了硫化物固态电解质的离子电导率。
34、2)本技术所提供的高离子电导率硫化物固态电解质，具有通过调整制备条件，提高硫碘固态电解质离子电导率。
35、3)本技术所提供的高离子电导率硫化物固态电解质，具有为锂离子传输提供通道，导致了锂离子的协同迁移和较高的离子电导率，提高电化学性能。