CN112838263A - 一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法 - Google Patents

一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法，所述固态电解质包括类石墨型氮化碳；所述类石墨型氮化碳采用如下制备方法得到：先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后将固液分离得到前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳。随后利用溶液浇注法，将制备得到的类石墨型氮化碳、有机物以及锂盐混合均匀，经真空烘烤得到基于类石墨型氮化碳的固态电解质，并将其应用于全固态锂离子电池中。本发明所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质，不仅可以将机械强度提高至8MPa以上，还可以有效地改善电学性能，将室温下的离子电导率升高至10‑4S/cm级别，将电化学窗口拓宽至0‑4.5V。

Description

一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法
技术领域
本发明涉及固态电解质技术领域，具体涉及一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法。
背景技术
锂离子电池作为当今社会使用最为广泛的电化学储能设备，具有输出电压高、比能量高、充放电效率高、循环寿命长等诸多优点。但是，商业化的液态锂离子电池存在着极大的安全隐患，这源自于电池内部具有可燃性的有机电解液，一旦液态锂离子电池处于高温或受到撞击时，有机电解液的泄露以及燃烧将会造成严重的后果。为了能从根本上解决安全隐患，已经有不少锂离子电池用固态电解质来取代传统的有机电解液。
固态电解质指的是在外部电场下可以通过离子移动产生电流的固体，一般由无机材料、有机物和锂盐制备得到。但是，固态电解质的应用仍然存在较多技术问题。在制备方法上，虽然开发出了一种静电纺丝法，例如CN109524639A公开了一种利用静电纺丝制备锂离子电池g-C3N4/硅碳负极材料的方法，包括如下步骤：先制备聚乙烯吡咯烷酮溶液，再加入纳米硅得到混合溶液A，随后再加入尿素得到混合溶液B，并将混合溶液B进行静电纺丝，得到硅聚合物复合材料，最后将硅聚合物复合材料在惰性气体环境中高温煅烧得到锂离子电池g-C3N4/硅碳负极材料，但是静电纺丝法的设备要求较高，工序复杂，制备难度较大；在无机材料的选择上，主要选用无机氧化物颗粒，例如SiO2、TiO2、Al2O3等，但是无机氧化物颗粒对电导率的提升较为有限，目前研究者们也开发出了一些结构相对复杂的无机材料，例如定向的锂镧钛氧纳米线、SiO2气凝胶等，但是这些结构相对复杂的无机材料的制备工序较为复杂，不适合大规模推广；在有机物的选择上，主要选用聚氧化乙烯(PEO)，但是基于该类有机物的固态电解质在室温下的电导率较低，很难满足室温使用的需求。
类石墨型氮化碳具有独特的半导体能带结构，优异的化学稳定性和良好的热稳定性等，被广泛应用于光解水制氢、传感器和光催化降解有机污染物等领域。目前，类石墨型氮化碳也在电池领域中的锂负极修饰得到了进一步的应用。虽然现有技术公开了一些将类石墨型氮化碳作为无机材料用于固态电解质的研究，但是仅仅是简单混合，并未对类石墨型氮化碳的孔径和比表面积进行调控，进而无法得到富含有机-无机体相界面的固态电解质。
综上所述，目前亟需开发一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法，所述固态电解质包括类石墨型氮化碳；所述类石墨型氮化碳采用如下制备方法得到：先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后将固液分离得到前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳。随后利用溶液浇注法，将制备得到的类石墨型氮化碳、有机物以及锂盐混合均匀，经真空烘烤得到所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质，并将其应用于全固态锂离子电池中。本发明所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质，不仅可以将机械强度提高至8MPa以上，还可以有效地改善电学性能，将室温下的离子电导率升高至10-4S/cm级别，将电化学窗口拓宽至0-4.5V。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质，所述固态电解质包括类石墨型氮化碳；
所述类石墨型氮化碳采用如下制备方法得到：
所述类石墨型氮化碳采用如下制备方法得到：
(a)先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(b)将步骤(a)所述前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳。
本发明所述类石墨型氮化碳，可以在制备过程中通过调节氯化铵和硫脲的质量比，来调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，使得孔径介于10-200nm，比表面积介于10-60m2/g。
据相关文献报道，在有机无机复合固态电解质中，锂离子的传输是建立在有机相和无机相的界面处，因此提高有机相和无机相的界面，可以提供大量的锂离子传输位点，进而提高锂离子电导率。本发明所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质包括本发明制备得到的类石墨型氮化碳，基于可调的孔径和比表面积的优点，可以构建富含有机-无机体相界面的固态电解，基于硬度较高的优点，可以有效地改善固态电解质的机械强度。
作为本发明优选的技术方案，所述固态电解质包括所述类石墨型氮化碳、有机物以及锂盐，其中，所述类石墨型氮化碳与有机物的质量比为(0.05-0.2):1，所述有机物与锂盐的质量比为(4-20):1。
本发明所述类石墨型氮化碳与有机物的质量比为(0.05-0.2):1，例如0.05:1、0.07:1、0.1:1、0.12:1、0.15:1、0.18:1或0.2:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述有机物与锂盐的质量比为(4-20):1，例如4:1、5:1、6:1、8:1、10:1、12:1、15:1或20:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述有机物包括偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、聚氧化乙烯(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚丙烯腈(PAN)中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例是：PVDF-HFP和PEO的组合、PEO和PMMA的组合、PMMA和PVDF的组合或PVDF和PAN的组合等。
优选地，所述锂盐包括双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)和/或双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述固态电解质的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备类石墨型氮化碳：
(a)先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(b)将步骤(a)所述前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳；
(2)将有机物加入溶剂中搅拌并充分溶解，随后加入步骤(1)制备得到的类石墨型氮化碳搅拌并分散均匀，最后加入锂盐搅拌并充分溶解，得到混合液；
(3)将步骤(2)得到的混合液涂覆在基板上进行真空烘烤，得到所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质。
本发明所述固态电解质的制备方法属于溶液浇注法，具有操作简单和成本较低等优点，便于大规模推广使用。
作为本发明优选的技术方案，在步骤(a)中，氯化铵的纯度≥99.5％，硫脲的纯度≥99.5％。
优选地，步骤(a)所述氯化铵和硫脲的质量比为(1-4):1，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(a)所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为(30-80)mL:1g，例如30mL:1g、40mL:1g、50mL:1g、60mL:1g、70mL:1g或80mL:1g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(a)所述水热反应的温度为40-80℃，例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃等，时间为2-6h，例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(b)所述煅烧的温度为280-330℃，例如280℃、285℃、290℃、300℃、305℃、310℃、320℃、325℃或330℃等，时间为2-6h，例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述煅烧的升温速率为1-10℃/min，例如1℃/min、2℃/min、4℃/min、5℃/min、7℃/min或9℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述冷却包括空冷，即利用空气进行自然冷却。
优选地，在步骤(b)所述冷却之后还包括洗涤。
优选地，所述洗涤包括洗涤抽滤法。
优选地，所述洗涤采用的洗涤液为去离子水和/或无水乙醇。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和/或N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
本发明所述溶剂选用DMF和/或DMAc，虽然沸点较高，但是对于有机物和锂盐具有良好的溶解性，从而使得用量大大减少，而且DMF和DMAc的毒性较小。
优选地，步骤(2)所述溶剂与有机物的质量比为(3-10):1。
优选地，在步骤(2)中，所述将有机物加入溶剂中搅拌的搅拌时间为1-2h，例如1h、1.2h、1.4h、1.5h、1.7h或2h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，在步骤(2)中，所述加入类石墨型氮化碳搅拌的搅拌时间为12-24h，例如12h、15h、16h、18h、20h、22h或24h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，在步骤(2)中，所述加入锂盐搅拌的搅拌时间为5-10min，例如5min、6min、7min、8min、9min或10min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述基板包括玻璃板和/或聚四氟乙烯板。
优选地，步骤(3)所述涂覆包括：将步骤(2)得到的混合溶液倒在基板上，通过涂布器进行刮涂成膜。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述真空烘烤在真空烘箱中进行。
优选地，步骤(3)所述真空烘烤的时间＞24h。
优选地，步骤(3)所述真空烘烤的温度为80-100℃，例如80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备类石墨型氮化碳：
(a)先将纯度≥99.5％氯化铵和纯度≥99.5％硫脲混合均匀，控制氯化铵和硫脲的质量比为(1-4):1，再加入去离子水中搅拌，控制所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为(30-80)mL:1g，在40-80℃下进行2-6h的水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(b)将步骤(1)所述前驱体在280-330℃下进行2-6h的煅烧，控制所述煅烧的升温速率为1-10℃/min，将空冷得到煅烧固体采用去离子水和/或无水乙醇进行洗涤，得到类石墨型氮化碳；
(2)将有机物加入溶剂中搅拌1-2h并充分溶解，控制所述溶剂与有机物的质量比为(3-10):1，随后加入步骤(1)制备得到的类石墨型氮化碳搅拌12-24h并分散均匀，最后加入锂盐搅拌5-10min并充分溶解，得到混合溶液；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液倒在基板上，通过涂布器进行刮涂成膜，然后放入真空烘箱中进行真空烘烤，控制所述真空烘烤的时间＞24h，温度为80-100℃，得到所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明所述固态电解质选用制备得到的类石墨型氮化碳作为无机材料，相较于现有技术中结构较为单一(通常为颗粒状)的无机材料，可以提高固态电解质在室温下的离子电导率，满足室温下固态电池的使用要求；相较于结构相对复杂的无机材料，可以通过调节氯化铵和硫脲的质量比，来调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，具有原料简单易得、成本较低、操作简单等优点；
(2)本发明所述类石墨型氮化碳，可以在制备过程中通过调节氯化铵和硫脲的质量比，来调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，使得孔径介于10-200nm，比表面积介于10-60m2/g，进而构建富含有机-无机体相界面的固态电解；而且，基于本发明制备得到的类石墨型氮化碳硬度较高的优点，可以有效地改善固态电解质的机械强度；
(3)本发明所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质，不仅可以将机械强度提高至8MPa以上，还可以有效地改善电学性能，将室温下的离子电导率升高至10-4S/cm级别，将电化学窗口拓宽至0-4.5V。
附图说明
图1为本发明制备例1-3所述类石墨型氮化碳的N2吸脱附曲线；
图2为本发明实施例1所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质的SEM图；
图3为实施例2与对比例1所述固态电解质的应力-应变曲线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
制备例1
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(a)先将纯度≥99.5％氯化铵和纯度≥99.5％硫脲混合均匀，控制氯化铵和硫脲的质量比为1:1，再加入去离子水中搅拌，控制所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为50mL:1g，在50℃下进行4h的水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(b)将步骤(a)所述前驱体在300℃下进行6h的煅烧，控制所述煅烧的升温速率为5℃/min，将空冷得到煅烧固体先用去离子水洗涤3次，后用无水乙醇洗涤3次，所述洗涤采用洗涤抽滤法，得到孔径为20nm，比表面积为14m2/g类石墨型氮化碳。
制备例2
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述氯化铵和硫脲的质量比由1:1替换为2:1，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为40nm，比表面积为36.1m2/g类石墨型氮化碳。
制备例3
本实施例提供了一种类石墨型氮化碳的制备方法，除了将步骤(1)所述氯化铵和硫脲的质量比由1:1替换为4:1，其他条件和实施例1完全相同，得到孔径为200nm，比表面积为53m2/g类石墨型氮化碳。
将制备例1-3所述类石墨型氮化碳的孔径和比表面积均利用比表面积测试仪，采用N2的吸附-脱附法测得，并将制备例1-3所述类石墨型氮化碳的N2吸脱附曲线绘制在图1中，其中，制备例1对应图例为1:1的曲线，制备例2对应图例为2:1的曲线，制备例3对应图例为4:1的曲线。从图1可以看出采用氯化铵和硫脲作为原料，并调节氯化铵和硫脲的质量比，可以调控类石墨型氮化碳的孔径和比表面积，使得孔径介于10-200nm，比表面积介于10-60m2/g。
实施例1
本实施例提供了一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法，所述固态电解质包括制备例3制备得到的类石墨型氮化碳、PVDF-HFP以及LiTFSI；其中，所述类石墨型氮化碳与PVDF-HFP的质量比为0.05:1，所述PVDF-HFP与LiTFSI的质量比为5:1；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)如制备例3所述制备方法来制备类石墨型氮化碳；
(2)按照上述质量配比，将PVDF-HFP加入DMF中搅拌1.5h并充分溶解，控制DMF与PVDF-HFP的质量比为5:1，随后加入步骤(1)制备得到的类石墨型氮化碳搅拌18h并分散均匀，最后加入LiTFSI搅拌10min并充分溶解，得到混合溶液；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液倒在基板上，通过涂布器进行刮涂成膜，然后放入真空烘箱中进行真空烘烤，控制所述真空烘烤的时间30h，温度为90℃，得到所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质，其SEM图如图2所示。
实施例2
本实施例提供了一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法，除了将所述类石墨型氮化碳与PVDF-HFP的质量比由0.05:1修改为0.1:1，其他条件和实施例1完全相同。
实施例3
本实施例提供了一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法，除了将所述类石墨型氮化碳与PVDF-HFP的质量比由0.05:1修改为0.15:1，其他条件和实施例1完全相同。
实施例4
本实施例提供了一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法，除了将所述类石墨型氮化碳与PVDF-HFP的质量比由0.05:1修改为0.2:1，其他条件和实施例1完全相同。
实施例5
本实施例提供了一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法，所述固态电解质包括制备例3制备得到的类石墨型氮化碳、PEO以及LiTFSI；其中，所述类石墨型氮化碳与PEO的质量比为0.1:1，所述PEO与LiTFSI的质量比为8:1；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)如制备例3所述制备方法来制备类石墨型氮化碳；
(2)按照上述质量配比，将PEO加入DMF中搅拌1h并充分溶解，控制DMF与PEO的质量比为3:1随后加入步骤(1)制备得到的类石墨型氮化碳搅拌12h并分散均匀，最后加入LiTFSI搅拌5min并充分溶解，得到混合溶液；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液倒在基板上，通过涂布器进行刮涂成膜，然后放入真空烘箱中进行真空烘烤，控制所述真空烘烤的时间30h，温度为45℃，得到所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质。
实施例6
本实施例提供了一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质及其制备方法，所述固态电解质包括制备例3制备得到的类石墨型氮化碳、PVDF-HFP以及LiFSI；其中，所述类石墨型氮化碳与PVDF-HFP的质量比为0.1:1，所述PVDF-HFP与LiFSI的质量比为12:1；
所述制备方法包括如下步骤：
所述制备方法包括如下步骤：
(1)如制备例3所述制备方法来制备类石墨型氮化碳；
(2)按照上述质量配比，将PVDF-HFP加入DMF中搅拌2h并充分溶解，控制DMF与PVDF-HFP的质量比为10:1，随后加入步骤(1)制备得到的类石墨型氮化碳搅拌24h并分散均匀，最后加入LiFSI搅拌10min并充分溶解，得到混合溶液；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液倒在基板上，通过涂布器进行刮涂成膜，然后放入真空烘箱中进行真空烘烤，控制所述真空烘烤的时间30h，温度为100℃，得到所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质。
对比例1
本对比例提供了一种固态电解质及其制备方法，除了将所述类石墨型氮化碳省略，其他条件和实施例2完全相同。
将上述实施例和对比例所述固态电解质进行如下测试：
(1)离子电导率：组装基于所述固态电解质的不锈钢片的对称扣式电池，利用电化学工作站进行测试，设置频率范围为7MHz～0.01Hz；
(2)电化学窗口：组装基于所述固态电解质的不锈钢片-锂扣式电池，利用电化学工作站进行测试，设置扫速为0.02mV/s；
(3)机械性能：将所述固态电解质裁切成长1cm×宽0.5cm的长条状，然后安装至拉力试验机的夹具上并向上拉伸，直至所述固态电解质发生断裂，记录断裂时的应力大小，设置拉伸速度为1mm/s；其中，将实施例2与对比例1所述固态电解质的应力-应变曲线绘制在图3中；
将具体测试结果汇总在表1中。
表1
项目 离子电导率 电化学窗口 机械性能
实施例1 1.9×10<sup>-5</sup>S/cm 0-4.3V 6.5MPa
实施例2 2.3×10<sup>-4</sup>S/cm 0-4.5V 8.0MPa
实施例3 1.0×10<sup>-4</sup>S/cm 0-4.5V 9.2MPa
实施例4 3.5×10<sup>-5</sup>S/cm 0-4.5V 11.3MPa
实施例5 1.9×10<sup>-5</sup>S/cm 0-4.0V 7.7MPa
实施例6 1.7×10<sup>-4</sup>S/cm 0-4.5V 7.8MPa
对比例1 1.1×10<sup>-7</sup>S/cm 0-3.9V 3.9MPa
综上所述，本发明所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质，含有可以调控孔径和比表面积的类石墨型氮化碳，不仅可以将机械强度提高至8MPa以上，还可以有效地改善电学性能，将室温下的离子电导率升高至10-4S/cm级别，将电化学窗口拓宽至0-4.5V。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种基于类石墨型氮化碳的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括类石墨型氮化碳；
所述类石墨型氮化碳采用如下制备方法得到：
(a)先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(b)将步骤(a)所述前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳。
2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括所述类石墨型氮化碳、有机物以及锂盐，其中，所述类石墨型氮化碳与有机物的质量比为(0.05-0.2):1，所述有机物与锂盐的质量比为(4-20):1。
3.根据权利要求2所述的固态电解质，其特征在于，所述有机物包括偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述锂盐包括双三氟甲磺酰亚胺锂和/或双氟磺酰亚胺锂。
4.一种权利要求1-3任一项所述固态电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备类石墨型氮化碳：
(a)先将氯化铵和硫脲混合均匀，再加入去离子水中搅拌并进行水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(b)将步骤(a)所述前驱体进行煅烧，经冷却得到类石墨型氮化碳；
(2)将有机物加入溶剂中搅拌并充分溶解，随后加入步骤(1)制备得到的类石墨型氮化碳搅拌并分散均匀，最后加入锂盐搅拌并充分溶解，得到混合液；
(3)将步骤(2)得到的混合液涂覆在基板上进行真空烘烤，得到所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，氯化铵的纯度≥99.5％，硫脲的纯度≥99.5％；
优选地，步骤(a)所述氯化铵和硫脲的质量比为(1-4):1；
优选地，步骤(a)所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为(30-80)mL:1g
优选地，步骤(a)所述水热反应的温度为40-80℃，时间为2-6h。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)所述煅烧的温度为280-330℃，时间为2-6h；
优选地，步骤(b)所述煅烧的升温速率为1-10℃/min；
优选地，步骤(b)所述冷却包括空冷；
优选地，在步骤(b)所述冷却之后还包括洗涤；
优选地，所述洗涤包括洗涤抽滤法；
优选地，所述洗涤采用的洗涤液为去离子水和/或无水乙醇。
7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和/或N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)；
优选地，步骤(2)所述溶剂与有机物的质量比为(3-10):1；
优选地，在步骤(2)中，所述将有机物加入溶剂中搅拌的搅拌时间为1-2h；
优选地，在步骤(2)中，所述加入类石墨型氮化碳搅拌的搅拌时间为12-24h；
优选地，在步骤(2)中，所述加入锂盐搅拌的搅拌时间为5-10min。
8.根据权利要求4-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述基板包括玻璃板和/或聚四氟乙烯板；
优选地，步骤(3)所述涂覆包括：将步骤(2)得到的混合溶液倒在基板上，通过涂布器进行刮涂成膜。
9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述真空烘烤在真空烘箱中进行；
优选地，步骤(3)所述真空烘烤的时间＞24h；
优选地，步骤(3)所述真空烘烤的温度为80-100℃。
10.根据权利要求4-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)制备类石墨型氮化碳：
(a)先将纯度≥99.5％氯化铵和纯度≥99.5％硫脲混合均匀，控制氯化铵和硫脲的质量比为(1-4):1，再加入去离子水中搅拌，控制所述去离子水的体积与氯化铵和硫脲质量之和的比例为(30-80)mL:1g，在40-80℃下进行2-6h的水热反应，然后固液分离得到前驱体；
(b)将步骤(1)所述前驱体在280-330℃下进行2-6h的煅烧，控制所述煅烧的升温速率为1-10℃/min，将空冷得到煅烧固体采用去离子水和/或无水乙醇进行洗涤，得到类石墨型氮化碳；
(2)将有机物加入溶剂中搅拌1-2h并充分溶解，控制所述溶剂与有机物的质量比为(3-10):1，随后加入步骤(1)制备得到的类石墨型氮化碳搅拌12-24h并分散均匀，最后加入锂盐搅拌5-10min并充分溶解，得到混合溶液；
(3)将步骤(2)得到的混合溶液倒在基板上，通过涂布器进行刮涂成膜，然后放入真空烘箱中进行真空烘烤，控制所述真空烘烤的时间＞24h，温度为80-100℃，得到所述基于类石墨型氮化碳的固态电解质。
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