(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211505929.0 (22)申请日 2022.11.29 (71)申请人 瑞浦兰钧能源股份有限公司 地址 325000 浙江省温州市龙湾区空港新 区滨海六路20 5号C幢A205室 (72)发明人 孙语蔚　郑银坤　连爽　王金钻　 刘婵　侯敏　曹辉　 (74)专利代理 机构 上海段和段律师事务所 31334 专利代理师 黄磊 (51)Int.Cl. H01M 10/0567(2010.01) H01M 10/0569(2010.01) H01M 4/38(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种配硅用电解液及含其的电池 (57)摘要 本发明公开了一种配硅用电解液及含其的 电池； 所述电池的负极活性物质含硅元素， 所述 电解液中含有氟代碳酸乙烯酯FEC， 满足： 0.3* WSi+4.5%≤WFEC≤0.3*WSi+9%； 其中， WFEC为FEC在 电解液中的质量占比， WSi为硅元素在负极活性 物质的质量占比。 本发明针对高硅含量二次电池 设计了FEC添加量方案， 避免了FEC 过高导致的剧 烈循环膨胀与产气， 也避免了FEC过少导致的循 环后期跳水。 权利要求书1页 说明书6页 CN 115548444 A 2022.12.30 CN 115548444 A 1.一种适配高硅含量二次电池的电解液， 所述电池的负极活性物质含硅元素， 其特征 在于， 所述电解液中含有氟代碳 酸乙烯酯， 满足： 0.3*WSi+4.5%≤ WFEC ≤0.3*WSi+9%； 其中， WFEC为氟代碳酸乙烯酯在电解液中的质量占比， WSi为硅元素在负极活性物质中的 质量占比， WSi＞10%。 2.根据权利要求1所述的适配高硅含量二次电池的电解液， 其特征在于， WSi为11wt％～ 50wt％。 3.根据权利要求1所述的适配高硅含量二次电池的电解液， 其特征在于， WFEC为7.8wt％ ～24wt％。 4.根据权利要求1所述的适配 高硅含量二 次电池的电解液， 其特征在于， 所述高硅含量 二次电池中电解液保液系数为2.5 ‑3.5， 保液系数= （注入电解液质量 ‑抽出电解液质量） /首 次放电容 量。 5.根据权利要求1所述的适配 高硅含量二 次电池的电解液， 其特征在于， 所述负极活性 物质含有第一负极活性物质以及第二负极活性物质， 所述第一负极活性物质为石墨， 所述 第二负极活性物质选自Si、 SiOn(0<n<2)、 SiC中的一种或多种。 6.根据权利要求1所述的适配 高硅含量二 次电池的电解液， 其特征在于， 所述电解液由 有机溶剂、 电解质锂盐和功能添加剂组成； 所述有机溶剂的重量占电解液总重量的60%~ 85%， 所述电解质锂盐占电解液总重量的10%~17%， 所述功能添加剂占电解液总重量的4%~ 25%； 所述有机溶剂和功能添加剂中至少一种含氟代碳 酸乙烯酯。 7.根据权利要求6所述的适配 高硅含量二 次电池的电解液， 其特征在于， 所述有机溶剂 为碳酸酯 类溶剂或者氟代溶剂； 所述功能添加剂为碳酸亚乙烯酯、 硫酸乙烯酯、 乙烯基碳酸 乙烯酯、 氟代碳酸乙烯酯、 1,3 ‑丙烷磺酸内酯、 甲烷二磺酸亚甲酯、 丁二腈、 己二腈、 己烷三 腈、 三 （三甲基硅基） 硼酸酯、 三 （三甲基硅基） 磷酸酯中的一种或几种； 所述电解质锂盐为六 氟磷酸锂、 二氟草 酸硼酸锂、 双(氟磺酰)亚胺锂、 二氟磷酸锂中的一种或几种。 8.一种高硅含量二次电池， 其特征在于， 所述电池采用如权利要求1 ‑7中任一项所述的 电解液。 9.根据权利要求8所述的高硅含量二 次电池， 其特征在于， 所述电池的负极材料主要由 含硅元素和石墨的负极活性物质， 以及导电剂、 粘结剂组成； 所述负极活性物质含硅元 素11wt%‑50wt%； 所述负极材 料含导电剂0.5wt %‑2wt%， 粘结剂3wt %‑7wt%。 10.根据权利要求8所述的高硅含量二次电池， 其特征在于， 所述电池正极的正极活性 物质选自LiCo O2、 LiNiO2、 LiFePO4、 LixNiyM1‑yO2中的一种或 几种， 其中， 0.9≤x≤1.2， 0.5≤y <1， M选自Co、 Mn、 Al、 Mg、 Ti、 F e、 Cr、 Mo、 Ca 中的一种或几种。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115548444 A 2一种配硅用电解液及含其的电池 技术领域 [0001]本发明属于二次电池制 备技术领域， 涉及一种配硅用电解液及含其的电池； 尤其 涉及一种适配高硅含量 二次电池的电解液及含其的电池。 背景技术 [0002]为满足电池市场越来越的能量密度需求， 含硅电池得到普遍应用。 低于10%硅含量 的电池已得到广泛应用。 而10%硅以上的高硅含量电池还存在较多技术难点， 如循环差， 膨 胀大等问题。 低硅含量用电解液无法适配高硅含量电池。 最常见 的问题就是氟代碳酸乙烯 酯 （FEC） 添加量的设计， FE C过高循环膨胀大产气大， FE C过少循环后期容 易出现跳水。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供一种适配高硅含量电池的电解液及含其的电池。 本发明发 现适配高硅含量 二次电池的电解液中FE C含量与硅添加量的计算关系。 [0004]本发明的目的是通过以下技 术方案实现的： 本发明涉及 一种适配高硅含量二次电池的电解液， 所述电池的负极活性物质含硅 元素， 所述电解液中含有氟代碳 酸乙烯酯， 满足： 0.3*WSi+4.5%≤ WFEC ≤0.3*WSi+9%； 其中， WFEC为FEC在电解液中的质量占比， WSi为硅元素在负极活性物质中的质量占 比， WSi＞10%。 [0005]作为一个实施方案， WSi为11wt％～5 0wt％， 优选WSi为11wt％～25wt％。 [0006]在本发明的体系中， 若WFEC小于0.3*WSi+4.5%， 循环后期FEC耗尽， 导致循环跳水。 若 WFEC大于0.3*WSi+9%， FEC过量， 容 易有产气风险并容 易导致SEI过厚。 [0007]作为一个实施方案， WFEC为7.8wt％～ 24wt％， 优选WFEC为7.8wt％～16.5wt％。 [0008]作为一个 实施方案， 所述高硅含量二次电池中电解液保液系数为2.5 ‑3.5， 优选地 为2.7‑3.2。 保液系数= （注入电解液质量 ‑抽出电解液质量） /首次放电容量。 若保液系数过 小， 循环后 期电解液发生干涸， 容易导致电芯循环跳水。 若保液系数过大， 电解液注液过多， 导致电芯能量密度降低。 [0009]作为一个实施方案， 所述负极活性物质含有第一负极活性物质以及第二负极活性 物质， 所述第一负极活性物质为石墨， 所述第二负极活性物质选自Si、 SiO  n(0<n<2)、 SiC中 的一种或多种。 [0010]作为一个实施方案， 所述负极活性物质为纳米硅， 硅碳复合材料， 硅纳米线， SiOx (0＜x＜2)中的一种或多种与石墨复合而成的硅碳负极材 料。 [0011]作为一个实施方案， 所述电解液由有机溶剂、 电解质锂盐和功能添加剂组成； 所述 有机溶剂的重量占电解液总重量的60%~85%， 例如60%、 62%、 65%、 67%、 70%、 73%、 75%、 78%、 80%、 83%或85%等： 所述电解质锂盐占电解液总重量的10%~17%， 例如10%、 11%、 12%、 13%、 14%、 15%、 16%或17%等； 所述功能添加剂占电解液总重量的4%~25%， 例如4%、 6%、 8%、 10%、 12%、 14%、说　明　书 1/6 页 3 CN 115548444 A 3