本技術(shù)涉及一種電池單體、電池裝置和用電裝置。
背景技術(shù):
1、電池單體具有容量高、壽命長等特性,因此廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備,例如手機(jī)、筆記本電腦、電瓶車、電動汽車、電動飛機(jī)、電動輪船和電動工具等等。隨著電池單體應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,對電池單體的性能提出了更高的要求,比如電池單體需要兼顧能量密度、快速充電、使用可靠性等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提供一種電池單體、電池裝置和用電裝置,能夠兼顧電池單體的能量密度、快速充電、使用可靠性。
2、第一方面,本技術(shù)提出了一種電池單體,電池單體包括電極組件和電解液,電極組件包括正極極片、隔離膜和負(fù)極極片,正極極片包括正極集流體和設(shè)置于正極集流體至少一側(cè)的正極活性材料層,負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于負(fù)極集流體至少一側(cè)的負(fù)極活性材料層,
3、其中,正極活性材料層包括橄欖石結(jié)構(gòu)的含鋰磷酸鹽,正極活性材料層的單面涂布重量為250mg/1540.25mm2至320mg/1540.25mm2;電解液包括羧酸酯類溶劑,羧酸酯類溶劑在電解液中的質(zhì)量含量為8%至30%;電解液還包括鋰鹽類添加劑,鋰鹽類添加劑包括二氟草酸硼酸鋰和氟磺酸鋰,鋰鹽類添加劑在電解液中的質(zhì)量含量為0.2%至1.5%;電極組件為疊片式結(jié)構(gòu);正極集流體的厚度為10μm至13μm。
4、本技術(shù)實(shí)施方式中含有含鋰磷酸鹽的正極活性材料層具有適當(dāng)?shù)膯蚊嫱坎贾亓浚軌蚣骖櫢吣芰棵芏群涂焖俪潆娔芰?;電解液包括羧酸酯類溶劑和鋰鹽類添加劑,鋰鹽類添加劑包括二氟草酸硼酸鋰lidfob和氟磺酸鋰liso3f,各組分含量在適當(dāng)范圍內(nèi),有利于提升鋰離子在液相遷移路徑中的整體傳輸速率,且能夠提升對正負(fù)極界面的防護(hù),降低界面副反應(yīng),減少高溫產(chǎn)氣,降低電池單體鼓脹風(fēng)險,從而改善電池單體的低溫快充能力和使用可靠性。綜上,電池單體能夠有效平衡高能量密度、快速充電能力和優(yōu)異的使用可靠性。
5、在一些實(shí)施方式中,二氟草酸硼酸鋰在電解液中的質(zhì)量含量為0.1%至1%。二氟草酸硼酸鋰的質(zhì)量含量在上述范圍時,有利于兼顧改善電池單體的快速充電性能和使用可靠性。
6、在一些實(shí)施方式中,氟磺酸鋰在電解液中的質(zhì)量含量為0.05%至0.5%。氟磺酸鋰的質(zhì)量含量在上述范圍時,有利于兼顧改善電池單體的快速充電性能和使用可靠性。
7、在一些實(shí)施方式中,羧酸酯類溶劑包括式i所示的化合物,
8、式i,
9、式i中,
10、r1包括氫原子、c1至c5烷基或c1至c5鹵代烷基,
11、r2包括c1至c5烷基或c1至c5鹵代烷基。
12、上述羧酸酯類溶劑有利于鋰離子的遷移,有利于提升電池單體的快速充電能力。
13、在一些實(shí)施方式中,羧酸酯類溶劑包括甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯和丁酸乙酯的一種或多種。上述羧酸酯類溶劑有利于鋰離子的遷移,有利于提升電池單體的快速充電能力。
14、在一些實(shí)施方式中,羧酸酯類溶劑包括乙酸甲酯和乙酸乙酯的一種或多種。上述羧酸酯類溶劑有利于鋰離子的遷移,有利于提升電池單體的快速充電能力。
15、在一些實(shí)施方式中,電解液還包括碳酸酯類溶劑,碳酸酯類溶劑在電解液中的質(zhì)量含量為45%至75%。上述質(zhì)量含量的碳酸酯類溶劑,能夠進(jìn)一步提高電解液的電導(dǎo)率,有利于鋰離子的遷移,能夠改善電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
16、在一些實(shí)施方式中,碳酸酯類溶劑包括環(huán)狀碳酸酯類溶劑,環(huán)狀碳酸酯類溶劑在電解液中的質(zhì)量含量為25%至35%;上述質(zhì)量含量的環(huán)狀碳酸酯類溶劑能夠更好地溶解鋰鹽,提高電解液的導(dǎo)電性,有利于電池單體的快速充電。
17、在一些實(shí)施方式中,碳酸酯類溶劑包括線性碳酸酯類溶劑,線性碳酸酯類溶劑在電解液中的質(zhì)量含量為18%至45%。上述質(zhì)量含量的線性碳酸酯類溶劑具有較低的粘度,能夠降低電解液整體的粘度,提高離子遷移速率,有利于電池單體的快速充電。
18、在一些實(shí)施方式中,環(huán)狀碳酸酯類溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯的一種或多種;上述材質(zhì)的環(huán)狀碳酸酯類溶劑能夠更好地溶解鋰鹽,提高電解液的導(dǎo)電性,有利于電池單體的快速充電。
19、在一些實(shí)施方式中,線性碳酸酯類溶劑包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的一種或多種。上述材質(zhì)的線性碳酸酯類溶劑具有較低的粘度,能夠降低電解液整體的粘度,提高離子遷移速率,有利于電池單體的快速充電。
20、在一些實(shí)施方式中,電解液還包括不飽和酯類添加劑,不飽和酯類添加劑在電解液中的質(zhì)量含量為0.05%至3%,不飽和酯類添加劑包括碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、碳酸烯丙基乙烷基酯和氟代碳酸酯類添加劑中的一種或多種。
21、不飽和酯類添加劑能夠在負(fù)極側(cè)優(yōu)化固態(tài)電解質(zhì)界面sei膜的組分,緩解負(fù)極活性材料例如硅基材料的體積膨脹和界面副反應(yīng),減少高溫產(chǎn)氣量,能夠兼顧改善電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
22、在一些實(shí)施方式中,氟代碳酸酯類添加劑包括氟代碳酸乙烯酯、雙氟代碳酸乙烯酯和三氟甲基碳酸乙烯酯的一種或多種。氟代碳酸酯類添加劑能夠在負(fù)極側(cè)形成富含f和li的膜層,能夠在防護(hù)負(fù)極活性材料減少界面產(chǎn)氣量的基礎(chǔ)上,使得膜層的阻抗較低,能夠更有效地兼顧改善電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
23、在一些實(shí)施方式中,不飽和酯類添加劑在電解液中的質(zhì)量含量為1%至3%。不飽和酯類添加劑的質(zhì)量含量在上述范圍時,能夠兼顧改善電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
24、在一些實(shí)施方式中,不飽和酯類添加劑在電解液中的質(zhì)量含量為0.05%至2%。不飽和酯類添加劑的質(zhì)量含量在上述范圍時,能夠兼顧改善電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
25、在一些實(shí)施方式中,電解液還包括在電解液中質(zhì)量含量為0%至2%的含硫添加劑,含硫添加劑包括硫酸乙烯酯、雙硫酸乙烯酯、亞硫酸丁烯酯、1,3-丙磺酸內(nèi)酯、亞硫酸乙烯酯和甲基二磺酸亞甲酯的一種或多種。含硫添加劑能夠優(yōu)化sei膜的膜層組分,提升界面穩(wěn)定性,減少界面副反應(yīng)導(dǎo)致的產(chǎn)氣量,兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
26、在一些實(shí)施方式中,基于電解液的質(zhì)量,含硫添加劑的質(zhì)量含量為0.5%至2%。上述質(zhì)量含量的含硫添加劑能夠優(yōu)化sei膜的膜層組分,提升界面穩(wěn)定性,減少界面副反應(yīng)導(dǎo)致的產(chǎn)氣量,兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
27、在一些實(shí)施方式中,電解液還包括在電解液中質(zhì)量含量為0.05%至1%的硅烷基類添加劑,硅烷基類添加劑包括三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯和三甲基氟硅烷中的一種或多種。硅烷基類添加劑的質(zhì)量含量在上述范圍時,能夠在防護(hù)正極活性材料的基礎(chǔ)上,起到提高電解液穩(wěn)定性的作用,而且在正極側(cè)所形成的cei膜的阻抗不會過高,能夠兼顧電池單體的使用可靠性和快速充電能力。
28、在一些實(shí)施方式中,電解液還包括鋰鹽,鋰鹽在電解液中的質(zhì)量含量為10%至18%。上述含量的鋰鹽能夠提升電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
29、在一些實(shí)施方式中,鋰鹽包括含氟磺酰亞胺鋰和六氟磷酸鋰的一種或多種。上述鋰鹽易于解離,有利于鋰離子的快速遷移,且電解液體系相對穩(wěn)定,不易分解產(chǎn)氣,能夠提升電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
30、在一些實(shí)施方式中,含氟磺酰亞胺鋰包括雙氟磺酰亞胺鋰和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰的一種或多種。上述材質(zhì)更易解離鋰離子,提升電解液的電導(dǎo)率;且能夠提升電解液的熱穩(wěn)定性,兼顧電池單體的快速充電和使用可靠性。
31、在一些實(shí)施方式中,含氟磺酰亞胺鋰在電解液中的質(zhì)量含量為3%至8%;含氟磺酰亞胺鋰的質(zhì)量含量在上述范圍時,能夠提升電解液的熱穩(wěn)定性,兼顧電池單體的快速充電和使用可靠性。
32、在一些實(shí)施方式中,六氟磷酸鋰在電解液中的質(zhì)量含量為8%至12%。六氟磷酸鋰有利于提高電解液的電導(dǎo)率,且在有機(jī)溶劑中具有良好的溶解性,使得電解液體系更穩(wěn)定。
33、在一些實(shí)施方式中,含鋰磷酸鹽包括磷酸鹽顆粒以及正極包覆層,正極包覆層位于磷酸鹽顆粒至少部分表面,正極包覆層包含碳元素。磷酸鹽顆粒通過表面包覆正極包覆層,能夠提升含鋰磷酸鹽的導(dǎo)電性,有利于鋰離子的遷移速率,提高電池單體的快速充電能力,并降低電池單體的產(chǎn)熱量,降低電解液高溫分解產(chǎn)氣的風(fēng)險,兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
34、在一些實(shí)施方式中,基于含鋰磷酸鹽的質(zhì)量計,碳元素的質(zhì)量含量為0.8%至2.3%。碳元素的質(zhì)量含量在上述范圍時,能夠顯著提高含鋰磷酸鹽的導(dǎo)電性,有利于提升含鋰磷酸鹽的離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo),能夠提高電池單體于高能量密度下的快速充能能力。
35、在一些實(shí)施方式中,正極包覆層還包括fe、ti、zr、hf、ge和sn的一種或多種元素。上述元素有利于提升含鋰磷酸鹽的快速充電能力。
36、在一些實(shí)施方式中,磷酸鹽顆粒包括磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸錳鐵鋰、磷酸鎳鋰和磷酸鈷鋰的一種或多種。含鋰磷酸鹽在循環(huán)過程中的穩(wěn)定性較為優(yōu)異,能夠提升電池單體的使用壽命。
37、在一些實(shí)施方式中,含鋰磷酸鹽包括通式為lix1ay1mea1mb1p1-c1xc1yz1的化合物,其中,0.5≤x1≤1.3,0≤y1≤1.3,0.5≤x1+y1≤1.3,0.9≤a1≤1.5,0≤b1≤0.5,0.9≤a1+b1≤1.5,0≤c1≤0.5,3≤z1≤5,a包括na、k和mg的一種或多種;me包括mn、fe、co和ni的一種或多種;m包括b、mg、al、si、p、s、ca、sc、ti、v、cr、cu、zn、sr、y、zr、nb、mo、cd、sn、sb、te、ba、ta、w、yb、la和ce的一種或多種;x包括cl、c和n的一種或多種;y包括o和f的一種或多種。含鋰磷酸鹽在循環(huán)過程中的穩(wěn)定性較為優(yōu)異,能夠提升電池單體的使用壽命。
38、在一些實(shí)施方式中,含鋰磷酸鹽于8mpa下的粉末電阻率為1ω?cm至15ω?cm。正極活性材料的粉末電阻率相對較低,使得正極極片的電阻相對較低,電池單體的產(chǎn)熱較少,能夠提升電解液的穩(wěn)定性,減少高溫產(chǎn)氣量,有利于兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
39、在一些實(shí)施方式中,正極活性材料層的壓實(shí)密度為2.6g/cm3至2.8g/cm3。正極活性材料層的壓實(shí)密度在上述范圍時,有利于兼顧電池單體的能量密度、使用可靠性和快速充電能力。
40、在一些實(shí)施方式中,正極活性材料層包括正極導(dǎo)電劑,正極導(dǎo)電劑能夠提升正極活性材料層的導(dǎo)電性,有利于提升電池單體的快速充電能力。
41、在一些實(shí)施方式中,正極導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電炭黑、碳納米管、超導(dǎo)碳、導(dǎo)電石墨、乙炔黑、科琴黑、碳點(diǎn)、石墨烯和碳納米纖維的一種或多種;正極導(dǎo)電劑能夠提升正極活性材料層的導(dǎo)電性,有利于提升電池單體的快速充電能力。
42、在一些實(shí)施方式中,正極導(dǎo)電劑在正極活性材料層中的質(zhì)量含量為0.1%至1.2%。上述質(zhì)量含量的正極導(dǎo)電劑,在提升正極活性材料層的導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上,能夠提升其余物質(zhì)例如正極活性材料的質(zhì)量占比,從而能夠兼顧電池單體的快速充電能力和能量密度。
43、在一些實(shí)施方式中,正極集流體的厚度為10μm至13μm。正極集流體的厚度在上述范圍時,使得正極集流體的厚度較薄,有利于提升電池單體的體積能量密度。
44、在一些實(shí)施方式中,正極極片還包括正極導(dǎo)電層,正極導(dǎo)電層位于正極集流體和正極活性材料層之間。正極導(dǎo)電層能夠進(jìn)一步提升正極極片的導(dǎo)電性能,降低正極極片的產(chǎn)熱,從而降低電池單體的產(chǎn)熱量,減少電解液的高溫產(chǎn)氣量,能夠兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
45、在一些實(shí)施方式中,正極導(dǎo)電層包括第一導(dǎo)電劑,第一導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電炭黑、碳納米管、超導(dǎo)碳、導(dǎo)電石墨、乙炔黑、科琴黑、碳點(diǎn)、石墨烯和碳納米纖維的一種或多種;正極導(dǎo)電層的第一導(dǎo)電劑能夠提升正極導(dǎo)電層的導(dǎo)電性,從而提升正極極片的導(dǎo)電性,降低電池單體的產(chǎn)熱量,減少電解液的高溫產(chǎn)氣量,能夠兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
46、在一些實(shí)施方式中,正極導(dǎo)電層包括第一粘結(jié)劑,第一粘結(jié)劑包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、偏二氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯酸和含氟丙烯酸酯類樹脂的一種或多種。正極導(dǎo)電層的第一粘結(jié)劑能夠提升正極集流體和正極活性材料層之間的粘結(jié)性能,提升正極極片的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
47、在一些實(shí)施方式中,負(fù)極活性材料層包括石墨顆粒。石墨顆粒在循環(huán)過程中的穩(wěn)定性較高,能夠提升電池單體的使用壽命。
48、在一些實(shí)施方式中,石墨顆粒于150mpa下的粉末電阻率為0.005ω?cm至0.04ω?cm。石墨顆粒的粉末電阻率相對較低,使得負(fù)極極片的電阻相對較低,電池單體的產(chǎn)熱較少,能夠提升電解液的穩(wěn)定性,減少高溫產(chǎn)氣量,有利于兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
49、在一些實(shí)施方式中,負(fù)極活性材料層的單面涂布重量為110mg/1540.25mm2至150mg/1540.25mm2。
50、負(fù)極活性材料層的單面涂布重量在上述范圍時,能夠兼顧電池單體的能量密度、使用可靠性和快速充電能力。
51、在一些實(shí)施方式中,負(fù)極活性材料層的壓實(shí)密度為1.2g/cm3至1.6g/cm3。負(fù)極活性材料層的壓實(shí)密度在上述范圍時,能夠兼顧改善電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
52、在一些實(shí)施方式中,負(fù)極集流體的厚度為4μm至6μm,例如4μm、5μm、6μm或是上述任意兩個數(shù)值組成的范圍。負(fù)極集流體的厚度在上述范圍時,使得負(fù)極集流體的厚度較薄,有利于提升電池單體的體積能量密度。
53、在一些實(shí)施方式中,負(fù)極極片還包括負(fù)極導(dǎo)電層,負(fù)極導(dǎo)電層位于負(fù)極集流體和負(fù)極活性材料層之間,負(fù)極導(dǎo)電層能夠進(jìn)一步提升負(fù)極極片的導(dǎo)電性能,降低負(fù)極極片的產(chǎn)熱,從而降低電池單體的產(chǎn)熱量,減少電解液的高溫產(chǎn)氣量,能夠兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
54、在一些實(shí)施方式中,負(fù)極導(dǎo)電層包括第二導(dǎo)電劑,第二導(dǎo)電劑包括超導(dǎo)碳、導(dǎo)電石墨、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳點(diǎn)、碳納米管、石墨烯和碳納米纖維的一種或多種;負(fù)極導(dǎo)電層的第二導(dǎo)電劑能夠提升負(fù)極導(dǎo)電層的導(dǎo)電性,從而提升負(fù)極極片的導(dǎo)電性,降低電池單體的產(chǎn)熱量,減少電解液的高溫產(chǎn)氣量,能夠兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
55、在一些實(shí)施方式中,負(fù)極導(dǎo)電層包括第二粘結(jié)劑,第二粘結(jié)劑包括丁苯橡膠、水溶性不飽和樹脂、水性丙烯酸類樹脂、聚乙烯醇、海藻酸鈉和羧甲基殼聚糖的一種或多種。負(fù)極導(dǎo)電層的第二粘結(jié)劑能夠提升負(fù)極集流體和負(fù)極活性材料層之間的粘結(jié)性能,提升負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
56、在一些實(shí)施方式中,隔離膜的孔隙率為20%至70%。隔離膜的孔隙率在上述范圍時,能夠提升鋰離子在隔離膜的遷移能力,能夠進(jìn)一步降低電池單體的內(nèi)阻,從而降低產(chǎn)熱,能夠兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
57、在一些實(shí)施方式中,隔離膜包括基膜,基膜的厚度為4μm至12μm?;さ暮穸仍谏鲜龇秶鷷r,鋰離子在隔離膜的遷移路徑較短,能夠進(jìn)一步降低電池單體的內(nèi)阻,且使得隔離膜整體占據(jù)的空間較少,能夠兼顧改善電池單體的快速充電能力和能量密度。
58、在一些實(shí)施方式中,隔離膜包括基膜和設(shè)置于基膜至少一側(cè)的第一功能層,第一功能層包括無機(jī)顆粒。無機(jī)顆粒能夠提升隔離膜的耐熱能力。
59、在一些實(shí)施方式中,隔離膜包括基膜和設(shè)置于基膜至少一側(cè)的第二功能層,第二功能層包括含氟粘結(jié)劑。第二功能層能夠防止正負(fù)極短接,提升電池單體的使用可靠性。
60、在一些實(shí)施方式中,第二功能層位于第一功能層遠(yuǎn)離基膜的一側(cè)。第二功能層能夠防止正負(fù)極短接,提升電池單體的使用可靠性。
61、在一些實(shí)施方式中,無機(jī)顆粒包括氧化硅、氧化鋁、勃姆石、硫酸鋇、氧化鈣、氧化鈦、氧化鋅、氧化鎂、氧化鋯和氧化錫的一種或多種;無機(jī)顆粒能夠提升隔離膜的耐熱能力。
62、在一些實(shí)施方式中,無機(jī)顆粒的平均粒徑為5nm至100nm。無機(jī)顆粒的平均粒徑在上述范圍時,有利于提升隔離膜的耐熱性能和壓縮模量。
63、在一些實(shí)施方式中,電極組件為疊片式結(jié)構(gòu),正極極片、隔離膜和負(fù)極極片沿電池單體的厚度方向?qū)盈B設(shè)置。疊片式電極組件有利于提升電池單體的能量密度。
64、在一些實(shí)施方式中,正極極片包括至少一個正極極耳,正極極耳連接于正極集流體沿第一方向的至少一側(cè),第一方向平行于電池單體的寬度方向或第一方向平行于電池單體的長度方向。該種設(shè)置方式使得電子傳輸路徑較短,電阻較小,產(chǎn)熱量少,能夠兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
65、在一些實(shí)施方式中,負(fù)極極片包括至少一個負(fù)極極耳,負(fù)極極耳連接于負(fù)極集流體沿第一方向的至少一側(cè),第一方向平行于電池單體的寬度方向或第一方向平行于電池單體的長度方向。該種設(shè)置方式使得電子傳輸路徑較短,電阻較小,產(chǎn)熱量少,能夠兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
66、在一些實(shí)施方式中,正極極耳連接于正極集流體沿電池單體的寬度方向的一側(cè);負(fù)極極耳連接于負(fù)極集流體沿電池單體的寬度方向的一側(cè),其中,正極極耳和負(fù)極極耳位于電極組件的同一側(cè)。該種設(shè)置方式使得電子傳輸路徑較短,電阻較小,產(chǎn)熱量少,能夠兼顧電池單體的快速充電能力和使用可靠性,還能夠兼顧電池單體的能量密度。
67、在一些實(shí)施方式中,沿第一方向,負(fù)極活性材料層的尺寸大于正極活性材料層的尺寸,且負(fù)極活性材料層的尺寸與正極活性材料層的尺寸差值為oh1,oh1為1.3mm至5mm。該種設(shè)置能夠兼顧電池單體的使用可靠性和能量密度。
68、在一些實(shí)施方式中,沿第二方向,負(fù)極活性材料層的尺寸大于正極活性材料層的尺寸,且負(fù)極活性材料層的尺寸與正極活性材料層的尺寸差值為oh2,第二方向、第一方向與電池單體的厚度方向兩兩垂直,其中,oh2為1.5mm至4mm。該種設(shè)置能夠兼顧電池單體的使用可靠性和能量密度。
69、在一些實(shí)施方式中,oh1為1.8mm至4.2mm;和/或oh2為1.5mm至3.5mm。該種設(shè)置能夠兼顧電池單體的使用可靠性和能量密度。
70、在一些實(shí)施方式中,沿第一方向,負(fù)極活性材料層的尺寸大于正極活性材料層的尺寸,且負(fù)極活性材料層的尺寸與正極活性材料層的尺寸差值為oh1;沿第二方向,負(fù)極活性材料層的尺寸大于正極活性材料層的尺寸,且負(fù)極活性材料層的尺寸與正極活性材料層的尺寸差值為oh2,第二方向、第一方向與電池單體的厚度方向兩兩垂直,第一方向平行于電池單體的寬度方向,oh1小于等于oh2。該種設(shè)置能夠兼顧電池單體的使用可靠性和能量密度。
71、在一些實(shí)施方式中,電池單體包括外殼,外殼容納電極組件和電解液,外殼包括殼體和端蓋,殼體包括開口,端蓋蓋合于開口,外殼沿電池單體的長度方向的尺寸為190mm至650mm。外殼沿電池單體的長度方向的尺寸滿足上述范圍時,能夠兼顧電池單體的能量密度和快速充電能力。
72、在一些實(shí)施方式中,外殼沿電池單體的長度方向的尺寸大于等于190mm且小于300mm;外殼沿電池單體的長度方向的尺寸滿足上述范圍時,有利于改善電池單體的快速充電能力。
73、在一些實(shí)施方式中,外殼沿電池單體的長度方向的尺寸大于等于300mm且小于450mm;外殼沿電池單體的長度方向的尺寸滿足上述范圍時,能夠兼顧電池單體的能量密度和快速充電能力。
74、在一些實(shí)施方式中,外殼沿電池單體的長度方向的尺寸大于等于450mm且小于等于650mm。外殼沿電池單體的長度方向的尺寸滿足上述范圍時,有利于提高電池單體的能量密度。
75、在一些實(shí)施方式中,殼體為長方體結(jié)構(gòu),殼體包括相對設(shè)置的兩個第一壁和相對設(shè)置的兩個第二壁,兩個第一壁通過第二壁連接,第一壁垂直于其自身厚度方向的截面積大于第二壁垂直于其自身厚度方向的截面積,第一壁的厚度為0.3mm至0.5mm;和/或第二壁的厚度為0.5mm至0.7mm。殼體滿足上述條件的情況下,使得電池單體能夠兼顧使用可靠性和能量密度。
76、在一些實(shí)施方式中,電池單體包括第一電極端子和第一轉(zhuǎn)接件;電極組件包括極耳部和主體部,極耳部連接于主體部且沿第一方向延伸出主體部,極耳部包括第一極耳,第一極耳和第一電極端子之間通過第一轉(zhuǎn)接件連接,第一極耳包括第一區(qū)域,第一區(qū)域?yàn)榈谝粯O耳的與第一轉(zhuǎn)接件連接的區(qū)域,其中,第一極耳為正極極耳或負(fù)極極耳,第一區(qū)域的總面積為160mm2至1000mm2,
77、其中,主體部包括正極部、負(fù)極部和隔離膜,正極部包括正極集流體和設(shè)置于正極集流體至少一側(cè)的正極活性材料層,負(fù)極部包括負(fù)極集流體和設(shè)置于負(fù)極集流體至少一側(cè)的負(fù)極活性材料層。第一區(qū)域的面積在上述范圍時能夠改善電池單體快速充電能力。
78、在一些實(shí)施方式中,電池單體還包括第一加強(qiáng)件,第一加強(qiáng)件至少連接于所述第一區(qū)域,且位于所述第一極耳背離所述第一轉(zhuǎn)接件的一側(cè)。由此,本技術(shù)實(shí)施方式通過第一加強(qiáng)件的加強(qiáng)作用,使得第一極耳不易產(chǎn)生裂紋甚至斷裂等問題,進(jìn)一步提升了第一極耳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,而且能夠提升第一極耳的過流能力,提升電池單體的快速充電能力。
79、在一些實(shí)施方式中,第一加強(qiáng)件垂直于其自身厚度方向的總截面積與第一區(qū)域的總面積的比值為1.0至1.5。
80、第一加強(qiáng)件垂直于其自身厚度方向的總截面積與第一區(qū)域的總面積的比值在上述范圍時,能夠提升第一極耳和第一轉(zhuǎn)接件之間的過流能力,提升電池單體的快速充電能力。
81、在一些實(shí)施方式中,第一加強(qiáng)件垂直于其自身厚度方向的總截面積為320mm2至1600mm2。
82、第一加強(qiáng)件垂直于其自身厚度方向的總截面積在上述范圍時,能夠提升第一極耳和第一轉(zhuǎn)接件之間的過流能力,提升電池單體的快速充電能力。
83、在一些實(shí)施方式中,第一加強(qiáng)件包括第一加強(qiáng)部和第二加強(qiáng)部,第一加強(qiáng)部與第一區(qū)域熔接;第二加強(qiáng)部環(huán)繞設(shè)置于第一加強(qiáng)部外,且與第一加強(qiáng)部連接。第一加強(qiáng)部能夠起到加強(qiáng)第一區(qū)域的作用,第二加強(qiáng)部連接于第一加強(qiáng)部,能夠提升第一加強(qiáng)件整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,從而能夠穩(wěn)固地加強(qiáng)第一區(qū)域,并提升第一區(qū)域的過流能力,改善電池單體的快速充電能力。
84、在一些實(shí)施方式中,第二加強(qiáng)部的厚度為0.1mm至0.8mm。第二加強(qiáng)件的厚度在上述范圍時,能夠改善電池單體的快速充電能力和使用可靠性。
85、在一些實(shí)施方式中,第一極耳為正極極耳,正極極耳包括鋁或鋁合金;第一加強(qiáng)件包括鋁或鋁合金;正極極耳和第一加強(qiáng)件的連接更穩(wěn)固,連接處的內(nèi)阻更小,有利于改善電池單體的快速充電能力。
86、在一些實(shí)施方式中,第一極耳為負(fù)極極耳,負(fù)極極耳包括銅或銅合金;第一加強(qiáng)件包括銅或銅合金;負(fù)極極耳和第一加強(qiáng)件的連接更穩(wěn)固,連接處的內(nèi)阻更小,有利于改善電池單體的快速充電能力。
87、在一些實(shí)施方式中,電池單體還包括第一隔熱件,第一隔熱件位于第一區(qū)域和主體部之間,且至少覆蓋第一區(qū)域。第一隔熱件能夠緩解熱量傳遞至主體部的風(fēng)險,降低熱量對主體部的不利影響,提升主體部的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,并降低電解液分解產(chǎn)氣風(fēng)險,從而改善電池單體的使用可靠性。
88、在一些實(shí)施方式中,與第一區(qū)域相對設(shè)置的部分第一隔熱件的厚度為1mm至4mm。第一區(qū)域的產(chǎn)熱量相對更高,通過相對較厚的第一隔熱件,能夠更有效地緩解熱量傳遞,改善電池單體的使用可靠性。
89、在一些實(shí)施方式中,第一隔熱件包括連續(xù)設(shè)置的第一隔熱層和第二隔熱層,第一隔熱層和第二隔熱層的至少部分重疊,第一隔熱層和第二隔熱層均至少覆蓋第一區(qū)域。通過多層覆蓋能夠更有效地緩解熱量朝向主體部和電解液擴(kuò)散,改善電池單體的使用可靠性。
90、在一些實(shí)施方式中,第一隔熱層的厚度為0.5mm至2.0mm。第一隔熱層的厚度在上述范圍時,能夠有效地緩解熱量朝向主體部和電解液擴(kuò)散,改善電池單體的使用可靠性。
91、在一些實(shí)施方式中,第二隔熱層的厚度為0.5mm至2.0mm。第二隔熱層的厚度在上述范圍時,能夠有效地緩解熱量朝向主體部和電解液擴(kuò)散,改善電池單體的使用可靠性。
92、在一些實(shí)施方式中,第一極耳與第一轉(zhuǎn)接件的一部分連接,第一隔熱件與第一轉(zhuǎn)接件的另一部分連接。第一隔熱件與第一轉(zhuǎn)接件連接,使得第一隔熱件連接更穩(wěn)定,能夠更有效地發(fā)揮隔熱作用,且第一隔熱件還能夠覆蓋第一轉(zhuǎn)接件的至少部分,使得第一隔熱件的覆蓋面積更廣,更有利于第一隔熱件發(fā)揮隔熱作用,提升電池單體的使用可靠性。
93、在一些實(shí)施方式中,第一隔熱件與第一轉(zhuǎn)接件熔接。第一隔熱件與第一轉(zhuǎn)接件的連接更為穩(wěn)固。
94、在一些實(shí)施方式中,第一隔熱件包括聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯的一種或多種。上述材質(zhì)的隔熱效果較好,能夠更有效緩解熱量傳遞至主體部和電解液的風(fēng)險,降低熱量對主體部和電解液的不利影響,從而改善電池單體的使用可靠性。
95、在一些實(shí)施方式中,聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的一種或多種。上述材質(zhì)的隔熱效果較好,能夠更有效改善電池單體的使用可靠性。
96、第二方面,本技術(shù)提出了一種電池裝置,電池裝置包括本技術(shù)第一方面任一實(shí)施方式的多個電池單體。
97、在一些實(shí)施方式中,電池裝置還包括阻熱件,阻熱件覆蓋電池單體的兩個第一壁中的至少一個。阻熱件能夠緩解熱量向相鄰的電池單體傳遞,降低相鄰電池單體發(fā)生熱失控的風(fēng)險,提升電池裝置的使用可靠性。
98、在一些實(shí)施方式中,電池裝置從10%荷電狀態(tài)至80%荷電狀態(tài)的充電時間為5min至12.5min。電池裝置的充電時間較短,快速充電能力優(yōu)異。
99、在一些實(shí)施方式中,電池裝置的最大充電倍率為5c至12c。電池裝置能夠在較高的倍率下充電,有利于電池裝置實(shí)現(xiàn)快速充電。
100、第三方面,本技術(shù)提出了一種用電裝置,用電裝置包括本技術(shù)第二方面任一實(shí)施方式的電池裝置。