【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂金属电池，具体涉及一种硅氧烷电解液及其制备方法和在低温锂金属电池中的应用。
技术介绍
1、石墨负极的锂离子电池在低温，特别是低于-40℃的条件下难以实现高可逆的充放电性能。在这种工作条件下，石墨的嵌锂电位易于降至相对于li/li+的0.0v以下，产生析锂行为，从而限制了锂离子电池的可逆性。相比之下，锂金属负极含有过量的锂，有效防止了因锂损失引起的容量迅速下降。此外，锂金属负极具有高理论比容量(3860mah·g-1)和最低电极电位(相对于标准氢电极为-3.04v)，有望大幅提高锂电池的能量密度。这些特性使得锂金属负极成为实现高能量密度低温电池的首选。
2、然而，低温条件下高的去溶剂化能对低温锂金属电池的性能构成了巨大挑战。为此，近年来研究人员开发了弱溶剂化醚类电解液和氟化电解液，显著加快了低温下li+的去溶剂化动力学，为锂金属电池的低温充放电困难提供了新的思路。但醚类电解液通常表现出较窄的电化学稳定性窗口(<4.0v)，限制了它们与当前高容量三元正极材料的匹配使用。氟化电解液由于合成过程的复杂性和产量的限制导致其成本大幅上升，更重要的是，c-f键的异常稳定性使它们高度抵抗降解，引发了关于其潜在环境危害的担忧。因此，现有低温电解液难以兼具弱溶剂化、耐高压、低成本和环境友好特性。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种硅氧烷电解液及其制备方法和在低温锂金属电池中的应用。旨在解决现有低温电解液难以兼具弱溶剂化、耐高压、低成本、环境友好特性
2、本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的。
3、本专利技术的目的之一是提供一种硅氧烷电解液，所述硅氧烷电解液包括锂盐和二甲氧基二甲基硅烷，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.16～0.48：0.5～1.5。
4、进一步的，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.26～0.38：0.8～1.2。
5、进一步的，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.3～0.35：1～1.2。
6、进一步的，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.32：1。
7、进一步的，所述锂盐为双氟磺酰亚胺锂。
8、本专利技术的目的之二是提供上述硅氧烷电解液的制备方法，包括以下步骤：
9、将锂盐加入到二甲氧基二甲基硅烷中，于室温下搅拌10h～15h，得到硅氧烷电解液。
10、本专利技术的目的之三是提供上述硅氧烷电解液在低温锂金属电池中的应用，所述低温锂金属电池包括正极、负极和上述的硅氧烷电解液，正极与负极相对设置，硅氧烷电解液化成于正极与负极之间。
11、进一步的，硅氧烷电解液在低温锂金属电池中的化成方式，包括以下步骤：
12、将硅氧烷电解液注入低温锂金属电池的正极与负极之间，静置后于-35℃～-40℃下化成。
13、进一步的，所述静置的时间为10h，化成的温度为-40℃。
14、本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
15、(1)本专利技术提供的硅氧烷电解液组合物，包括锂盐和二甲氧基二甲基硅烷，通过控制锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的配比，能够形成均匀透明的溶液，实现在低温条件下仍保持良好流动性和高化学稳定性，相比于氟化电解液，具有低成本和环境友好性特点，其中，锂盐具有很强的吸电子性，这减弱了锂盐中阴阳离子间的配位效应，使得锂离子的活动性更强，从而提高了电解液的离子电导率，二甲氧基二甲基硅烷溶剂中硅原子和相邻氧原子具有d-p共轭作用，有效增加了电解液的耐高压能力，并且有利于减弱li+-溶剂相互作用，促进li+在脱溶过程中释放；另外，硅氧烷电解液能够协同优化锂金属电池中的低温体相传输、界面化学和界面传质动力学，使其具备优异的电化学性能。
16、(2)本专利技术锂盐采用双氟磺酰亚胺锂，一方面，双氟磺酰亚胺锂中的氟离子具有很强的吸电子性，这减弱了锂盐中阴阳离子间的配位效应，使得锂离子的活动性更强，从而提高了电解液的离子电导率；另一方面，双氟磺酰亚胺锂在电化学稳定性方面表现优异，能够支持电池在更宽的工作温度范围内运行，特别是在低温环境下，其性能表现更为出色。此外，双氟磺酰亚胺锂还可以有效地钝化正负极界面，在负极抑制锂枝晶的产生，在正极提高电解液的耐高压能力。由于双氟磺酰亚胺锂的这些特性，它能够提高低温锂金属电池的放电比容量和充放电次数，延长电池的使用寿命。
17、(3)本专利技术提供的硅氧烷电解液组合物，结合特殊的低温化成方式，能够进一步提升硅氧烷电解液匹配低温锂金属电池的li+去溶剂化动力学和固体电解质界面(sei)内li+传输动力学。
18、(4)本专利技术提供硅氧烷电解液在低温锂金属电池中能够匹配三元正极并于4.7v条件稳定运行，在-40℃下扣式电池循环180次后，容量保持率为95.2％；-20℃下1.2ah软包电池在低温、贫电解液条件下循环50次后，容量保持率为92.1％，具有优异的低温容量保持率，在低温锂金属电池中具有广阔的应用前景。
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1.一种硅氧烷电解液，其特征在于，所述硅氧烷电解液包括锂盐和二甲氧基二甲基硅烷，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.16～0.48：0.5～1.5。
2.根据权利要求1所述的硅氧烷电解液，其特征在于，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.26～0.38：0.8～1.2。
3.根据权利要求1所述的硅氧烷电解液，其特征在于，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.3～0.35：1～1.2。
4.根据权利要求1所述的硅氧烷电解液，其特征在于，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.32：1。
5.根据权利要求1所述的硅氧烷电解液，其特征在于，所述锂盐为双氟磺酰亚胺锂。
6.一种权利要求1～5任一项所述的硅氧烷电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.一种权利要求1～5任一项所述的硅氧烷电解液在低温锂金属电池中的应用，其特征在于，所述低温锂金属电池包括正极、负极和权利要求1～5中任意一项所述的硅氧烷电解液，正极与负极相对设置，硅氧烷电解液化成于正极与负极之间。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述静置的时间为10h，化成的温度为-40℃。
...【技术特征摘要】
1.一种硅氧烷电解液，其特征在于，所述硅氧烷电解液包括锂盐和二甲氧基二甲基硅烷，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.16～0.48：0.5～1.5。
2.根据权利要求1所述的硅氧烷电解液，其特征在于，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.26～0.38：0.8～1.2。
3.根据权利要求1所述的硅氧烷电解液，其特征在于，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.3～0.35：1～1.2。
4.根据权利要求1所述的硅氧烷电解液，其特征在于，锂盐和二甲氧基二甲基硅烷的质量比为0.32：1。
5.根据权利要求1所述的硅氧烷电解液，其...
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