CN117558988A - 电解液、储能装置和用电系统 - Google Patents

电解液、储能装置和用电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电解液、储能装置和用电系统。该电解液包括聚醚‑硅氧烷共聚物和锂盐，聚醚‑硅氧烷共聚物与锂盐的质量比为（0.1~20）：100。

Description

电解液、储能装置和用电系统
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种电解液、储能装置和用电系统。
背景技术
锂离子二次电池通常采用石墨、中间相碳微球等碳材料，或钛酸锂、硅合金材料作为阳极活性物质，用LiCoO2，LiFePO4，LiMn2O4等材料为阴极活性物质；另外，在阴极和阳极之间插入多孔聚乙烯PE、聚丙烯PP隔膜，然后注入含有锂盐的电解液来完成电池的制造。电解液是锂离子电池的重要组成部分，在电池正负极之间起着输送和传导电流的作用。按电解质种类的不同，分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。
随着储能行业的发展，锂离子电池技术不断发展，不管是风光发电侧还是户用储能侧或者其他用户场景，都对锂离子储能电池提出了更低的成本以及更高能量密度的要求。降低成本以及提高电池能量密度的路径之一是使用更高的电极涂布量，更高的冷压压密，从而在相同活性材料容量的基础上，降低Al箔、Cu箔以及其他材料的使用量，达到降低成本的目的，通过材料的高度集中分布，使得电池在相同质量和体积下实现更高的能量密度。
但是，现有的液态锂离子电池的电解液表面张力偏大，电极活性材料与电解液的接触电阻偏大，很难满足锂离子电池内阻小的要求，且电解液对电极活性材料的浸润性差，会影响正负极活性材料的利用率，不利于电池容量的发挥，且PE、PP隔膜材料与电解液的亲和作用小，导致电解液对隔膜的浸润性也较差。另一方面，通过极片高涂布量、高压密工艺，以达到高能量密度及降低成本的目的，但是高涂布重量、高压密材料层使得电解液更难浸润到靠近集流体的材料层内部，锂离子更难传输到材料层内部，同时，在充电过程中，出现负极活性材料层内部锂离子不足而材料层表面锂离子过剩的情况，造成电池性能恶化。因此，现有的电解液有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电解液、储能装置和用电系统。该电解液具有较小的表面张力，其对电极活性材料具有良好的浸润性，且电解液中的锂离子的去溶剂化能力强，采用该电解液的电池具有较小的内阻以及优异的循环性能。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种电解液。根据本发明的实施例，电解液包括聚醚-硅氧烷共聚物和锂盐，所述聚醚-硅氧烷共聚物与所述锂盐的质量比为（0.1~20）：100。
根据本发明实施例的电解液，包括聚醚-硅氧烷共聚物和锂盐，聚醚-硅氧烷共聚物可以与锂离子发生络合反应，从而可以与电解液的非水溶剂争夺与锂离子的配位结构，提高了锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易从电解液的非水溶剂上脱离进入电极活性材料中，提高电池的循环性能。同时电解液中聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐的质量比为（0.1~20）：100，聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐相互协同，降低了电解液的内聚力，从而降低了电解液的表面张力，使电解液在电极活性材料高涂布量、高压密的情况下也能较好的浸润到靠近箔材的电极活性材料中，降低了电极活性材料与电解液的接触电阻，进而降低了电池的内阻，构筑了有利于锂离子快速传输的通道，提高了电极活性材料的利用率，且避免了负极活性材料层表面析锂的问题，提高了电池的循环性能。由此，该电解液具有较小的表面张力，其对电极活性材料具有良好的浸润性，且电解液中的锂离子的去溶剂化能力强，采用该电解液的电池具有较小的内阻以及优异的循环性能。
在本发明的一些实施例中，所述聚醚-硅氧烷共聚物包括Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物和Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物中的至少之一。由此，可以降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性。
在本发明的一些实施例中，所述Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物与所述锂盐的质量比为（3~10）：100。由此，可以降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性。
在本发明的一些实施例中，所述Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物包括式1所示化合物和式2所示化合物中的至少之一：
、/>，
其中，m1、m2、m3、m4分别独立地为正整数且1≤m1≤5000、1≤m2≤5000、1≤m3≤5000、1≤m4≤5000，n1为正整数且1≤n1≤5000，a1、a2、a3、a4分别独立地为正整数且1≤a1≤5000、1≤a2≤5000、1≤a3≤5000、1≤a4≤5000，b1、b2、b3、b4分别独立地为正整数且1≤b1≤5000、1≤b2≤5000、1≤b3≤5000、1≤b4≤5000，R1、R2、R3、R4分别独立地为碳原子数为1~500的烷基。
在本发明的一些实施例中，10≤m1≤800、10≤m2≤800、10≤m3≤800、10≤m4≤800，10≤n1≤800，10≤a1≤1000、10≤a2≤1000、10≤a3≤1000、10≤a4≤1000，10≤b1≤1000、10≤b2≤1000、10≤b3≤1000、10≤b4≤1000，R1、R2、R3、R4分别独立地包括甲基或乙基。
在本发明的一些实施例中，式1所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/>。
在本发明的一些实施例中，式2所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/>。
在本发明的一些实施例中，所述Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物包括式3所示化合物、式4所示化合物和式5所示化合物中的至少之一：
、/>、
，
其中，m5为正整数且1≤m5≤5000，n2、n3、n4分别独立地为正整数且1≤n2≤5000、1≤n3≤5000、1≤n4≤5000，a5、a6、a7、a8分别独立地为正整数且1≤a5≤5000、1≤a6≤5000、1≤a7≤5000、1≤a8≤5000，b5、b6、b7、b8分别独立地为正整数且1≤b5≤5000、1≤b6≤5000、1≤b7≤5000、1≤b8≤5000，R5、R6、R7、R8分别独立地为碳原子数为1~500的烷基。
在本发明的一些实施例中，10≤m5≤800，10≤n2≤800、10≤n3≤800、10≤n4≤800，10≤a5≤1000、10≤a6≤1000、10≤a7≤1000、10≤a8≤1000，10≤b5≤1000、10≤b6≤1000、10≤b7≤1000、10≤b8≤1000，R5、R6、R7、R8分别独立地包括甲基或乙基。
在本发明的一些实施例中，式3所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、、/>。
在本发明的一些实施例中，式4所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/> 。
在本发明的一些实施例中，式5所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、
、
。
在本发明的一些实施例中，基于所述电解液的总质量，所述聚醚-硅氧烷共聚物的质量占比为0.01wt％~4wt％。由此，可以降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性。
在本发明的一些实施例中，所述锂盐在所述电解液中的质量占比为5wt％~30wt％。
本发明的第二个方面，本发明提出了一种储能装置。根据本发明的实施例，该储能装置包括上述电解液。与现有技术相比，该储能装置具有较小的内阻，以及优异的循环性能。
本发明的第三个方面，本发明提出了一种用电系统。根据本发明的实施例，该用电系统包括上述储能装置。与现有技术相比，该用电系统具有较长的循环寿命以及较高的安全性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本申请的技术方案是发明人基于下列发现完成的：提高锂离子二次电池电极材料层的涂布重量以及增大材料层的压实密度，可以使电芯整体的能量密度升高，电芯成本随之降低，但是也对电芯的电性能带来了挑战。高涂布重量、高压密材料层使得电解液更难浸润到靠近集流体的活性材料层内部，具体表现在循环过程中，在电化学过程中的固体电解质界面膜（SEI膜）的膨胀与收缩的影响下，活性材料表面电解液出现消耗的情况，但是由于常规电解液的浸润性不足，无法及时有效地对电极内部靠近箔材部位的活性材料进行电解液浸润补充，导致锂离子无法顺利传输至内部活性材料中。同时，在充电过程中，有可能导致负极材料层外表面锂过剩而内部无法及时嵌锂的情况发生，进而引发负极材料表层出现析锂，析出的金属锂由于高活泼性还可以和电解液进一步反应，造成副反应累积、产气等，或者随着锂枝晶的生长，锂枝晶刺穿隔膜，引发安全问题。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种电解液。根据本发明的实施例，电解液包括聚醚-硅氧烷共聚物和锂盐，聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐的质量比为（0.1~20）：100。
根据本发明实施例的电解液，包括聚醚-硅氧烷共聚物和锂盐，聚醚-硅氧烷共聚物可以与锂离子发生络合反应，从而可以与电解液的非水溶剂争夺与锂离子的配位结构，提高了锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易从电解液的非水溶剂上脱离进入电极活性材料中，提高电池的循环性能。同时聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐相互协同，降低了电解液的内聚力，从而降低了电解液的表面张力，使电解液在电极活性材料高涂布量、高压密的情况下也能较好的浸润到靠近箔材的电极活性材料中，降低了电极活性材料与电解液的接触电阻，进而降低了电池的内阻，构筑了有利于锂离子快速传输的通道，提高了电极活性材料的利用率，且避免了负极活性材料层表面析锂的问题，提高了电池的循环性能。
进一步地，发明人发现，若聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐的质量比太小，则聚醚-硅氧烷共聚物添加量太少，不能有效的降低电解液的表面张力，且对锂离子的溶剂化作用削弱幅度较小；若聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐的质量比太大，聚醚-硅氧烷共聚物添加量太多，则会引入过多的醚氧链段与锂离子发生螯合作用，反而增大了锂离子的迁移阻力，进而造成电池性能的恶化。同时因为电解液较小的表面张力，可以提高电解液与隔膜的亲和作用，使电解液对隔膜具有优异浸润性，从而提高了锂离子的传输效率。由此，将聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐的质量比为（0.1~20）：100加入到电解液中，该电解液具有较小的表面张力，其对电极活性材料具有良好的浸润性，且电解液中的锂离子的去溶剂化能力强，采用该电解液的电池具有较小的内阻以及优异的循环性能。
需要说明的是，锂盐包括但不限于六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂和三氟甲基磺酸锂中的至少之一。电解液的非水溶剂包括但不限于碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和γ-丁内酯中的至少之一。
根据本发明的实施例，聚醚-硅氧烷共聚物包括Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物和Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物中的至少之一。Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物和Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物均具有疏水但不亲油的特点，且均可以与锂离子发生络合反应，从而可以与电解液的非水溶剂争夺与锂离子的配位结构，提高了锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易从电解液的非水溶剂上脱离进入电极活性材料中，提高电池的循环性能，且二者均能与锂盐协同降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性。
根据本发明的实施例，Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐的质量比为（3~10）：100。例如质量比为3:100、4:100、5:100、6:100、7:100、8:100、9:100、10:100等，或可以为上述任意数值组成的范围。通过将Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐的质量比控制在上述范围，一方面，可以显著降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性，降低了电极活性材料与电解液的接触电阻，进而降低了电池的内阻，构筑了有利于锂离子快速传输的通道，且避免了负极活性材料层表面析锂，提高了电池的循环性能；另一方面，提高锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易进入电极活性材料中，从而提高电池的循环性能。
根据本发明的实施例，Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物包括式1所示化合物和式2所示化合物中的至少之一：
、/>，
其中，m1、m2、m3、m4分别独立地为正整数且1≤m1≤5000、1≤m2≤5000、1≤m3≤5000、1≤m4≤5000，n1为正整数且1≤n1≤5000，a1、a2、a3、a4分别独立地为正整数且1≤a1≤5000、1≤a2≤5000、1≤a3≤5000、1≤a4≤5000，b1、b2、b3、b4分别独立地为正整数且1≤b1≤5000、1≤b2≤5000、1≤b3≤5000、1≤b4≤5000，R1、R2、R3、R4分别独立地为碳原子数为1~500的烷基，Me为甲基。式1和式2聚合物中均具有氧乙烯醚链段(EO链段)和氧丙烯醚链段(PO链段)，可以通过EO链段和PO链段来调节其与锂离子之间的络合作用，从而可以与电解液的非水溶剂争夺与锂离子的配位结构，提高了锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易从电解液的非水溶剂上脱离进入电极活性材料中，提高电池的循环性能。同时，Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物可以显著降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性，降低了电极活性材料与电解液的接触电阻，进而降低了电池的内阻，构筑了有利于锂离子快速传输的通道，且避免了负极活性材料层表面析锂，提高了电池的循环性能；同时提高锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易进入电极活性材料中，从而提高电池的循环性能。
根据本发明的实施例，上述式1和式2中，10≤m1≤800、10≤m2≤800、10≤m3≤800、10≤m4≤800，10≤n1≤800，10≤a1≤1000、10≤a2≤1000、10≤a3≤1000、10≤a4≤1000，10≤b1≤1000、10≤b2≤1000、10≤b3≤1000、10≤b4≤1000，R1、R2、R3、R4分别独立地包括甲基或乙基。由此，该Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物可以显著降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性，降低了电极活性材料与电解液的接触电阻，进而降低了电池的内阻，构筑了有利于锂离子快速传输的通道，且避免了负极活性材料层表面析锂，提高了电池的循环性能；同时提高锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易进入电极活性材料中，从而提高电池的循环性能。
作为示例，式1所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/>。
作为示例，式2所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/>。
根据本发明的实施例，Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物包括式3所示化合物、式4所示化合物和式5所示化合物中的至少之一：
、/>、
，
其中，m5为正整数且1≤m5≤5000，n2、n3、n4分别独立地为正整数且1≤n2≤5000、1≤n3≤5000、1≤n4≤5000，a5、a6、a7、a8分别独立地为正整数且1≤a5≤5000、1≤a6≤5000、1≤a7≤5000、1≤a8≤5000，b5、b6、b7、b8分别独立地为正整数且1≤b5≤5000、1≤b6≤5000、1≤b7≤5000、1≤b8≤5000，R5、R6、R7、R8分别独立地为碳原子数为1~500的烷基，Me为甲基。式3、式4和式5聚合物中均具有氧乙烯醚链段(EO链段)和氧丙烯醚链段(PO链段)，可以通过EO链段和PO链段来调节其与锂离子之间的络合作用，从而可以与电解液的非水溶剂争夺与锂离子的配位结构，提高了锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易从电解液的非水溶剂上脱离进入电极活性材料中，提高电池的循环性能。同时，该Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物可以显著降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性，降低了电极活性材料与电解液的接触电阻，进而降低了电池的内阻，构筑了有利于锂离子快速传输的通道，且避免了负极活性材料层表面析锂，提高了电池的循环性能；同时提高锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易进入电极活性材料中，从而提高电池的循环性能。
根据本发明的实施例，上述式3至式5中，10≤m5≤800，10≤n2≤800、10≤n3≤800、10≤n4≤800，10≤a5≤1000、10≤a6≤1000、10≤a7≤1000、10≤a8≤1000，10≤b5≤1000、10≤b6≤1000、10≤b7≤1000、10≤b8≤1000，R5、R6、R7、R8分别独立地包括甲基或乙基。由此，该Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物可以显著降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性，降低了电极活性材料与电解液的接触电阻，进而降低了电池的内阻，构筑了有利于锂离子快速传输的通道，且避免了负极活性材料层表面析锂，提高了电池的循环性能；同时提高锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易进入电极活性材料中，从而提高电池的循环性能。
作为示例，式3所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、、/>。
作为示例，式4所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/> 。
作为示例，式5所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、
、
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根据本发明的实施例，基于电解液的总质量，聚醚-硅氧烷共聚物的质量占比为0.01wt％~4wt％。例如聚醚-硅氧烷共聚物的质量占比为0.01wt%、0.1wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%等，或可以为上述任意数值组成的范围。由此，可以降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性，降低了电极活性材料与电解液的接触电阻，进而降低了电池的内阻，构筑了有利于锂离子快速传输的通道，且避免了负极活性材料层表面析锂，提高了电池的循环性能；同时提高锂离子的去溶剂化能力，使锂离子可以较易进入电极活性材料中，从而提高电池的循环性能。
根据本发明的实施例，锂盐在电解液中的质量占比为5wt％~30wt％。例如锂盐在电解液中的浓度为5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、30wt％等，或可以为上述任意数值组成的范围。由此，可以保证电解液中具有较高的载流子浓度，提升电芯性能，且避免电解液体系粘度过大，阻碍锂离子的运输，提高了锂离子的运输能力，同时可以与聚醚-硅氧烷共聚物相互协同降低电解液的表面张力，提高电解液对电极活性材料的浸润性，构筑有利于锂离子快速传输的通道，避免了负极活性材料层表面析锂，提高锂离子的去溶剂化能力，从而降低电池内阻，提高电池的循环性能。
根据本发明的实施例，电解液中非水溶剂的质量占比为60wt%~90wt%。例如电解液中非水溶剂的质量占比为60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、80wt%、85wt%、90wt%等，或可以为上述任意数值组成的范围。
根据本发明的实施例，电解液还包括其他添加剂，其他添加剂包括碳酸亚乙烯酯（VC）、乙烯基碳酸乙烯酯（VEC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、1,3丙烷磺酸内酯和环己基苯（CHB）中的至少之一。例如，碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯可以参与SEI膜的构建，保持电芯的稳定循环，氟代碳酸乙烯酯可以增加SEI膜中LiF的含量，增加锂离子在SEI膜中迁移速率，1,3丙烷磺酸内酯可以提高SEI膜的热稳定性，环己基苯可以提高SEI膜的结构稳定性。进一步地，其他添加剂的总量在电解液中的质量占比为0.5wt%~8wt%，例如其他添加剂的总量在电解液中的质量占比为0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%等，或可以为上述任意数值组成的范围。通过控制其他添加剂的总量在电解液中的质量占比在上述范围内，可以实现电芯的长循环和高能效。
本发明的第二个方面，本发明提出了一种储能装置。根据本发明的实施例，该储能装置包括上述电解液。与现有技术相比，该储能装置具有较小的内阻，以及优异的循环性能。需要说明的是，储能装置可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。本申请实施例提供的储能装置的实际应用形态可以为但不限于为所列举产品，还可以是其他应用形态，本申请实施例不对储能装置的应用形态做严格限制。
根据本发明的实施例，本申请的储能装置还包括正极极片，正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层中包括正极活性材料，例如正极活性材料可以为磷酸铁锂、三元材料、磷酸锰锂、钴酸锂等材料。
根据本发明的实施例，正极集流体单侧正极活性物质层的涂布重量为
t mg/1540.25mm²，其满足250≤t≤600，例如集流体单侧正极活性物质层的涂布重量为250mg/1540.25mm²、300mg/1540.25mm²、350mg/1540.25mm²、400mg/1540.25mm²、450mg/1540.25mm²、500mg/1540.25mm²、550mg/1540.25mm²、600mg/1540.25mm²等，或可以为上述任意数值组成的范围。优选300≤t≤400。由此，正极集流体单侧正极活性物质层的涂布重量为t mg/1540.25mm²，250≤t≤600，可以提高电池的能量密度。需要说明的是，涂布重量指的是正极浆料烘干后得到的正极活性物质层的重量。
本发明的第三个方面，本发明提出了一种用电系统。根据本发明的实施例，该用电系统包括上述储能装置。与现有技术相比，该用电系统具有较长的循环寿命以及较高的安全性。例如，用电设备可以包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机等便携式电子设备。还可以为汽车、卡车、轿车、货车、动车、高铁、电动自动车等交通工具。此外，还可以为各种家用电器，例如冰箱、电灯、空调等。
下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
实施例1
（1）正极极片的制备
将正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑SP、粘接剂PVDF，按照质量比为98.1：0.1:1.8分散至溶剂NMP中进行混合均匀得到正极浆料；将正极浆料涂布于正极集流体铝箔双侧表面上，烘干得到正极活性物质层，正极集流体单侧的正极活性物质层的涂布重量400mg/1540.25mm²。经过烘干、冷压、分条、裁片后，得到正极极片。
（2）负极极片的制备
将负极活性物质硬碳、导电炭SP、增稠剂CMC及粘结剂SBR按照质量比96.5：0.5：1：2分散于去离子水中进行混合均匀得到负极浆料，将负极浆料涂布于负极集流体铝箔双侧表面上，烘干得到负极活性物质层，负极集流体单侧的负极活性物质层的涂布重量为168mg/1540.25mm²，经过烘干、冷压、分条、裁片后，得到负极极片。
（3）电解液制备过程
在水分含量≤1ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯按照质量比1：1：1进行混合，之后将干燥的电解质锂盐六氟磷酸锂溶解到溶剂中，搅拌至完全溶解均匀，加入氟代碳酸乙烯酯和聚醚-硅氧烷共聚物（式1-1）混合均匀后获得电解液。得到的电解液组成如下：溶剂组成为碳酸乙烯酯：碳酸二甲酯：碳酸甲乙酯= 1:1:1，氟代碳酸乙烯酯的含量为3wt%，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯的总量占电解液的83.5wt%，聚醚-硅氧烷共聚物的含量为1wt%，锂盐的含量为12.5wt%。
（4）隔膜的制备
以16μm的聚乙烯薄膜为隔膜。
（5）锂离子电池的制备
将制备得到的正极极片、隔膜、负极极片按照顺序叠好，使得隔膜处于正极极片和负极极片之间并隔开正极极片和负极极片，卷绕之后得到裸电芯，焊接极耳后将电芯装配到外包装中，注入制备得到的电解液后，对电芯进行封装、静置、化成、整形、容量测试等，最终制备得到锂离子电池。
实施例1-25和对比例1-7的正极极片的制备过程、负极极片的制备方法、电解液制备过程、隔膜的制备以及锂离子电池的制备方法均相同，主要区别是正极集流体单侧的正极活性物质层的涂布重量、电解液的组成以及各组分的质量占比不同，具体见表1。
表1
对实施例1-25以及对比例1-7制备的电池性能进行测定：
（1）25℃循环3000圈容量保持率测定：将上述实施例中所得到的电池在充放电仪上进行充放电循环测试，测试温度为25℃，循环倍率为1C（即充电倍率与放电倍率均为1C），充电电压为2.5V到3.65V，计算循环后的容量保持率。25℃循环的容量保持率计算公式为：第n次循环后的容量保持率=（第n次循环后的放电容量/循环第一圈的放电容量）*100%。
可以理解的是，本申请术语“圈数”指所述电池以预设倍率进行充电，并以预设倍率进行放电的次数。所述电池完成一次充放电过程称为一圈，25℃ 1C/1C 循环3000圈循环容量保持率是指，测试温度25℃下，电池以1C充电倍率和1C的放电倍率经过3000次的充放电过程之后的容量保持率。
（2）50%SOC的DCR测定：将上述实施例中所得到的电池放置于25℃下，以0.5C恒流放电至电压为2.5V，静置5min，然后以0.5C恒流充电至电压为3.65V，恒压充电至电流为0.025C。静置5min，以0.1C恒流放电至2.5V，记录此时的放电容量为C1。以0.5C恒流充电至3.65V，恒压至电流为0.025C，静置5min，用0.1C恒流放电5小时，记录此时电压V1。接着，用1C恒流放电1s，记录此时电压V2。电池的50％SOC的DCR为：(V1-V2)/1C1。
可以理解的是，本申请术语“SOC”指：电池的剩余容量情况，即电池的剩余电量。本申请术语“DCR”指直流阻抗。
实施例1-25以及对比例1-7制备的电池性能测试结果见表2。
表2
从表2可以看出，从对比例1-3的数据可知，在较低正极极片涂布重量下，常规电解液体系中，电池循环基本没有问题，但是在正极极片涂布重量上升至400mg/1540.25mm²时，电芯循环出现问题，这主要是由于电芯在高涂布重量时，电芯在循环过程中随着电解液的消耗，活性材料涂布层内部的空隙中电解液无法有效进行补充，导致锂离子无法有效传递。实施例1-25的电池的综合性能（25℃循环3000圈容量保持率和50%SOC的 DCR）优于对比例3-7，说明采用本申请的电解液，其具有优异的浸润性，能够促进锂离子的有效传递，电池在正极活性物质层高涂布重量的条件下，仍能保持良好的循环性能和较低的内阻。对比实施例14-21和对比例4-7，说明控制电解液中聚醚-硅氧烷共聚物与锂盐的质量比在（0.1~20）：100的范围内，可以使电解液具有优异的浸润性，使电池保持良好的循环性能和较低的内阻。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种电解液，其特征在于，包括聚醚-硅氧烷共聚物和锂盐，所述聚醚-硅氧烷共聚物与所述锂盐的质量比为（0.1~20）：100。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述聚醚-硅氧烷共聚物包括Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物和Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物中的至少之一。
3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物与所述锂盐的质量比为（3~10）：100。
4.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述Si-O-C型聚醚-硅氧烷共聚物包括式1所示化合物和式2所示化合物中的至少之一：
、/>，
其中，m1、m2、m3、m4分别独立地为正整数且1≤m1≤5000、1≤m2≤5000、1≤m3≤5000、1≤m4≤5000，n1为正整数且1≤n1≤5000，a1、a2、a3、a4分别独立地为正整数且1≤a1≤5000、1≤a2≤5000、1≤a3≤5000、1≤a4≤5000，b1、b2、b3、b4分别独立地为正整数且1≤b1≤5000、1≤b2≤5000、1≤b3≤5000、1≤b4≤5000，R1、R2、R3、R4分别独立地为碳原子数为1~500的烷基。
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，10≤m1≤800、10≤m2≤800、10≤m3≤800、10≤m4≤800，10≤n1≤800，10≤a1≤1000、10≤a2≤1000、10≤a3≤1000、10≤a4≤1000，10≤b1≤1000、10≤b2≤1000、10≤b3≤1000、10≤b4≤1000，R1、R2、R3、R4分别独立地包括甲基或乙基。
6.根据权利要求4或5所述的电解液，其特征在于，式1所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/>；
式2所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/>。
7. 根据权利要求2或3所述的电解液，其特征在于，所述Si-C型聚醚-硅氧烷共聚物包括式3所示化合物、式4所示化合物和式5所示化合物中的至少之一：
、/>、
，
其中，m5为正整数且1≤m5≤5000，n2、n3、n4分别独立地为正整数且1≤n2≤5000、1≤n3≤5000、1≤n4≤5000，a5、a6、a7、a8分别独立地为正整数且1≤a5≤5000、1≤a6≤5000、1≤a7≤5000、1≤a8≤5000，b5、b6、b7、b8分别独立地为正整数且1≤b5≤5000、1≤b6≤5000、1≤b7≤5000、1≤b8≤5000，R5、R6、R7、R8分别独立地为碳原子数为1~500的烷基。
8.根据权利要求7所述的电解液，其特征在于，10≤m5≤800，10≤n2≤800、10≤n3≤800、10≤n4≤800，10≤a5≤1000、10≤a6≤1000、10≤a7≤1000、10≤a8≤1000，10≤b5≤1000、10≤b6≤1000、10≤b7≤1000、10≤b8≤1000，R5、R6、R7、R8分别独立地包括甲基或乙基。
9.根据权利要求8所述的电解液，其特征在于，式3所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/>、；
式4所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、/> ；
式5所示化合物包括下列化合物中的至少之一：
、
、
。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述聚醚-硅氧烷共聚物的质量占比为0.01wt％~4wt％。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液，其特征在于，所述锂盐在所述电解液中的质量占比为5wt％~30wt％。
12.一种储能装置，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述电解液。
13.一种用电系统，其特征在于，包括权利要求12所述的储能装置。
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