CN116525979B - 电池单体及其制备方法、制备装置、电池和用电装置 - Google Patents

电池单体及其制备方法、制备装置、电池和用电装置 Download PDF

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CN116525979B CN202310799659.7A CN202310799659A CN116525979B CN 116525979 B CN116525979 B CN 116525979B CN 202310799659 A CN202310799659 A CN 202310799659A CN 116525979 B CN116525979 B CN 116525979B
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Abstract

本申请提供了一种电池单体及其制备方法、制备装置、电池和用电装置。所述制备方法包括：提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片；采集各所述电芯试样的循环参数；构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型，所述破碎度参数被配置为表征所述正极活性物质的平均粒径的变化程度；将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体。

Description

电池单体及其制备方法、制备装置、电池和用电装置
技术领域
本申请涉及一种电池单体及其制备方法、制备装置、电池和用电装置。
背景技术
电池单体具有容量高、寿命长等特性，因此广泛应用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。
随着电池应用范围越来越广泛，需要设计满足要求的电池单体，但是现有方法无法准确获得所需性能的电池单体。
发明内容
本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种电池单体及其制备方法、制备装置、电池和用电装置。
第一方面，本申请提供了一种电池单体的制备方法，所述制备方法包括：
提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片；
采集各所述电芯试样的循环参数；
构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型，所述破碎度参数被配置为表征所述正极活性物质的平均粒径的变化程度；
将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体。
由此，本申请实施方式从正极活性物质的破碎程度的角度出发，构建正极活性物质破碎度参数和循环参数之间的关系即对应模型，基于已构建的对应模型，能够设计满足要求的电池单体。
在一些实施方式中，所述提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片的步骤，包括：
提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片，将各所述电芯试样的正极活性物质的体积平均粒度分别进行归一化处理，得到粒度参数；
分别施加预设作用力于各所述电芯试样，将各所述预设作用力进行归一化处理，得到力参数；
将所述粒度参数和所述力参数关联为所述破碎度参数。
由此，本申请实施方式中正极活性物质的体积平均粒度、电芯试样所承受的预设作用力这两类参数与正极活性物质的破碎程度相关，故本申请实施方式通过实验观测正极活性物质的体积平均粒度、电芯试样所承受的预设作用力与循环性能之间的关系，更有利于精确设计满足循环性能的电池单体。
在一些实施方式中，所述将所述粒度参数和所述力参数关联为所述破碎度参数的步骤，包括：计算所述粒度参数和所述力参数的和，作为所述破碎度参数。
由此，本申请实施方式中关联方式较为简便，且有利于构建和循环参数对应模型的准确度，有利于最终电池单体产品性能的精确设定。
在一些实施方式中，所述将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体的步骤，包括：
将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，其中，所述目标破碎度参数分解为目标粒度参数和目标力参数；
根据所述目标粒度参数提供初始电芯，所述初始电芯包括含有目标正极活性物质的目标正极极片，所述目标正极活性物质的目标体积平均粒度与所述目标粒度参数相对应；
施加目标作用力于所述初始电芯，获得电池单体，其中，所述目标作用力与所述目标力参数相对应。
由此，本申请实施方式在已构建的对应模型的基础上，可以根据所需循环性能的电池单体得到电池单体的相关设计参数。
在一些实施方式中，所述循环参数包括多个子参数；所述构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型的步骤，包括：分别构建所述破碎度参数和各所述子参数的对应模型。
在一些实施方式中，多个所述子参数包括第一参数；所述破碎度参数和所述第一参数的对应模型为正相关模型。随着破碎度参数的增大，第一参数呈现为增大趋势，故，破碎度参数和第一参数呈现为正相关。
在一些实施方式中，所述破碎度参数和所述第一参数的对应模型为线性模型。
在一些实施方式中，多个所述子参数包括第二参数；所述破碎度参数和所述第二参数的对应模型为抛物线模型，且所述抛物线模型中二次项系数为负值。随着破碎度参数的增大，第二参数首先呈现为增大趋势；然后随着破碎度参数的继续增大，第二参数呈现为下降趋势。
第二方面，本申请还提出了一种电池单体，所述电池单体由本申请第一方面任一实施方式所述的制备方法得到。
第三方面，本申请还提出了一种电池，所述电池包括如本申请第二方面任一实施方式所述的电池单体。
第四方面，本申请还提出了一种用电装置，所述用电装置包括如本申请第三方面任一实施方式的所述的电池。
第五方面，本申请还提出了一种电池单体的制备装置，所述电池单体的制备装置包括提供模块、采集模块、构建模块和输出模块，提供模块用于提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片；采集模块用于采集各所述电芯试样的循环参数；构建模块用于构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型，所述破碎度参数被配置为表征所述正极活性物质的平均粒径的变化程度；输出模块用于将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对本申请实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请的电池单体的一实施方式的制备流程示意图。
图2是本申请的电池单体的一实施方式的示意图。
图3是图2所示电池单体的分解示意图。
图4是本申请的电池模块的一实施方式的示意图。
图5是本申请的电池包的一实施方式的示意图。
图6是图5所示的电池包的分解示意图。
图7是包含本申请的电池单体作为电源的用电装置的一实施方式的示意图。
图8是本申请的制备装置的一实施方式的结构示意图。
附图未必按照实际的比例绘制。
附图标记说明如下：
1、电池包；2、上箱体；3、下箱体；4、电池模块；
5、电池单体；51、壳体；52、电极组件；53、盖板；6、用电装置；
7、制备装置；71、提供模块；72、采集模块；73、构建模块；74、输出模块。
具体实施方式
以下，详细说明具体公开了本申请的电池单体及其制备方法、电池和用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，方法包括步骤(a)和(b)，表示方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，提到方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到方法，例如，方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真（或存在）并且B为假（或不存在）；A为假（或不存在）而B为真（或存在）；或A和B都为真（或存在）。
在本申请中，术语“多个”、“多种”是指两个或两种以上。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施方式对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施方式对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本申请实施方式对此也不限定。
本申请的实施方式所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体组件。箱体组件可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解质，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极膜层，正极膜层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极集流部和连接于正极集流部的正极极耳部，正极集流部涂覆有正极膜层，正极极耳部未涂覆正极膜层。
鉴于在相关技术中电池单体的循环性能仍较差，需要进一步提升，在本申请实施方式中，从正极活性物质颗粒破碎的角度出发，提出了一种可以根据所需循环性能制备电池单体的方法，接下来对技术方案进行具体说明。
电池单体的制备方法
第一方面，本申请提出了一种电池单体的制备方法。
如图1所示，制备方法包括：
步骤S100，提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片；
步骤S200，采集各所述电芯试样的循环参数；
步骤S300，构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型，所述破碎度参数被配置为表征所述正极活性物质的平均粒径的变化程度；
步骤S400，将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体。
电池单体在受到外部作用力、循环充放电过程等情况下均可能使得正极活性物质发生颗粒破碎，例如在外部力的作用下，正极活性物质也可能会发生颗粒破碎；在循环过程中电极组件可能会发生体积膨胀，体积膨胀可能会对正极活性物质造成挤压，使得正极活性物质发生颗粒破碎，正极活性物质的平均粒径减小，正极活性物质更多的表面显露出，从而使得更多的比表面积释放出来，有利于提升电池单体的容量；但是对电池单体循环性能的影响较为复杂，例如，若正极活性物质破碎程度相对较小，在一定程度上可能能够提升电池单体的循环性能；随着正极活性物质破碎程度的进一步加深，可能会导致恶化电池单体的循环性能。
而本申请实施方式正是从正极活性物质的破碎程度的角度出发，构建正极活性物质破碎度参数和循环参数之间的关系即对应模型，基于已构建的对应模型，能够设计满足要求的电池单体。
在步骤S100中，提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片。
提供多个电芯试样作为构建对应模型的样本，采集各电芯试样中与正极活性物质颗粒破碎相关的参数，为了便于构建对应模型，本申请实施方式将与正极活性物质颗粒破碎相关的参数定义为正极活性物质的破碎度参数。该类电芯试样均包括电极组件和电解质，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件，正极极片包括正极集流体和正极膜层，正极膜层涂覆于正极集流体的表面，正极膜层包括正极活性物质，正极活性物质包括层状结构正极活性物质（例如三元、镍酸锂/钠、钴酸锂/钠、锰酸锂/钠、富锂/钠层状和岩盐相层状等材料)、橄榄石型磷酸盐活性物质、尖晶石结构的正极活性物质（例如尖晶石锰酸锂、尖晶石镍锰酸锂、富锂的尖晶石锰酸锂和镍锰酸锂等)。
在一些实施方式中，步骤S100包括：
步骤S110，提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片，将各所述电芯试样的正极活性物质的体积平均粒度分别进行归一化处理，得到粒度参数；
步骤S120，分别施加预设作用力于各所述电芯试样，将各所述预设作用力进行归一化处理，得到力参数；
步骤S130，将所述粒度参数和所述力参数关联为所述破碎度参数。
正极活性物质的体积平均粒度、电芯试样所承受的预设作用力这两类参数与正极活性物质的破碎程度相关，故本申请实施方式通过实验观测正极活性物质的体积平均粒度、电芯试样所承受的预设作用力与循环性能之间的关系，更有利于精确设计满足循环性能的电池单体。
在步骤S110中，正极活性物质在循环过程中由于受到膨胀挤压力，可能发生颗粒破碎，其破碎程度与正极活性物质的体积平均粒度有关，例如，正极活性物质的体积平均粒度越大，其在循环过程中破碎的程度越高；正极活性物质的体积平均粒度越小，其在循环过程中破碎的程度越小；由此，正极活性物质的体积平均粒度与正极活性物质的破碎度参数息息相关。为了便于计算，本申请实施方式将体积平均粒度进行无量纲归一化处理，具体为，将实际测得的正极活性物质的体积平均粒度除以预设粒度，计算得到的数值为粒度参数，该粒度参数为无量纲参数。预设粒度可以选取本领域中正极活性物质常用的粒度，例如Dv50=50μm；当然Dv50也可以选取其他数值例如55μm或60μm等。
在考察正极活性物质的体积平均粒度与循环参数之间的关系时，多个电芯试样中至少两个电芯试样的正极活性物质的体积平均粒度不同，便于后续构建公式。进一步地，多个电芯试样的正极活性物质的体积平均粒度相异，即各个电芯试样的正极活性物质的体积平均粒度均不相同。当然，在后续考察预设作用力与循环参数之间的关系时，多个电芯试样中的正极活性物质的体积平均粒度也可以相同，当然也可以不同。
在本申请实施方式中，正极活性物质的体积平均粒度Dv50是指体积分布中50%所对应的粒度，可以采用本领域常用的设备和方法进行检测，在未将正极活性物质添加至电芯试样中前，可以取一定量的正极活性物质作为样品，依据测试标准GB/T 19077-2016，通过Mastersizer 2000E型激光粒度分析仪测试体积平均粒度Dv50。
在步骤S120中，在电芯试样出厂前通常需要对电芯试样进行模拟测试，例如模拟电芯试样在用电装置中的使用状态，采用三片式平行板带传感器夹具进行检测，具体地，采用三片钢夹具，三片钢夹具依次设置且相邻两片钢夹具之间具有容纳腔，换言之，三片钢夹具共具有两个容纳腔，将电芯试样和传感器分别设置于不同的容纳腔中，传感器接外置检测器；检测循环过程中产生的膨胀力。在此过程中会对电芯试样施加以预设作用力（可以理解为夹具带来的预紧力），在预设作用力的作用下，正极活性物质可能会发生颗粒破碎现象，随着预设作用力的增大，正极活性物质发生破碎的程度越高；随着预设作用力的减小，正极活性物质发生破碎的程度越小；由此，预设作用力与正极活性物质的破碎度参数息息相关，为了便于计算，本申请实施方式将预设作用力进行无量纲归一化处理，具体为，将实际使用的预设作用力除以定值作用力，计算得到的数值为力参数，该力参数为无量纲参数。定值作用力可以选取本领域中预紧力常用的大小，例如3000N；当然也可以选取其他数值例如2500N或3500N等。
在步骤S130，将所述粒度参数和所述力参数关联为所述破碎度参数。
由于粒度参数和力参数均对正极活性物质的破碎程度具有影响，故可以将粒度参数和力参数关联为破碎度参数。
在一些实施方式中，可以将粒度参数和力参数加和为破碎度参数，即计算粒度参数和力参数的和，作为破碎度参数；示例性地，
，
其中，
M表示破碎度参数；
D表示正极活性物质的实际测得的体积平均粒度，其单位为μm；
D0表示预设粒度，其单位为μm；
D/D0表示粒度参数；
F表示电芯试样承受的预设作用力，其单位为N；
F0表示定值作用力，其单位为N；
F/F0表示力参数。
上述关联方式较为简便，且有利于构建和循环参数对应模型的准确度，有利于最终电池单体产品性能的精确设定。
在另一些实施方式中，可以将粒度参数和力参数的乘积作为破碎度参数，即计算粒度参数和力参数的乘积，作为破碎度参数；示例性地；。
由于粒度参数和力参数对正极活性物质破碎程度的影响趋势相同，即粒度参数越大，正极活性物质破碎程度越高；力参数越大，正极活性物质破碎程度越高；因此，除了上述可以通过将粒度参数和力参数以加和或乘积的方式关联为破碎度参数，还可以采用其他关联方式，例如将粒度参数和力参数加和的二次方关联为破碎度参数等。
在本申请实施方式中，除了正极活性物质的体积平均粒度、电芯试样所承受的预设作用力等可能会和正极活性物质的破碎程度相关；负极活性物质由于在循环过程中会发生体积膨胀，可能也会对正极活性物质的破碎产生一定影响，因此还可以进一步将负极活性物质的膨胀能力关联至破碎度参数中，本文对此不作进一步限定。
在步骤S200中，采集各所述电芯试样的循环参数。
将电芯试样进行循环充放电，测试其循环参数，在循环充放电过程中，正极活性物质可能会发生破碎，对电芯试样的循环性能具有一定的影响；通过研究破碎度参数和循环参数之间的关系，有利于设计获得满足要求的电池单体。
在一些实施方式中，循环参数可以包括多个子参数，例如第一参数和第二参数，甚至还可以包括第三参数、第四参数等等。
在步骤S300中，构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型，所述破碎度参数被配置为表征所述正极活性物质的平均粒径的变化程度。
在循环参数包括多个子参数的情况下，破碎度参数对各子参数的影响可能不同，因此，可以分别构建破碎度参数和各子参数的对应模型，从而有利于精确设计满足生产需求的电池单体。例如，在循环参数包括第一参数和第二参数的情况下，可以构建破碎度参数和第一参数的对应模型；并可以构建破碎度参数和第二参数的对应模型。
示例性地，破碎度参数和第一参数的对应模型可以为正相关模型；具体可以为线性模型，例如，直线型函数、对数函数等。随着破碎度参数的增大，第一参数呈现为增大趋势，故，破碎度参数和第一参数呈现为正相关。
具体地，第一参数可以为循环上漂量Q，循环上漂量Q为电芯试样在循环充放电过程中测试得到的最大容量归一化处理得到的数值，示例性地，将最大容量与设定容量的比值为循环上漂量Q，循环上漂量Q为无量纲参数。比如，设定容量为100mAh，当然设定容量也可以为110mAh或120mAh等等。
正极活性物质的初始表面积有限，在循环过程中或受到外部作用力的情况下，正极活性物质发生颗粒破碎，颗粒破碎后平均粒径变小，暴露出更多的表面积，能够释放更多的容量；随着正极活性物质的破碎程度越高，颗粒破碎后平均粒径越小，暴露出的比表面积相较于原有的比表面积更大，释放出的容量更多，因此，破碎度参数和循环上漂量Q呈现为正相关模型。示例性地，；a＞0，例如，0.1≤a≤1.0；可选地，0.5≤a≤0.8；和/或0.02≤b≤5；可选地，0.1≤b≤1.0。
示例性地，a可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0或是上述任意两个数值组成的范围。
示例性地，b可以为0.02、0.05、0.08、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、1.8、2、2.2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8、4、4.2、4.5、4.8、5或是上述任意两个数值组成的范围。
示例性地，所述破碎度参数和所述第二参数的对应模型可以为抛物线模型，且所述抛物线模型中二次项系数为负值。即随着破碎度参数的增大，第二参数首先呈现为增大趋势；然后随着破碎度参数的继续增大，第二参数呈现为下降趋势。
具体地，第二参数可以为上漂循环圈数N，上漂循环圈数N可以理解为在电芯试样的最大容量下测得的循环圈数。
随着正极活性物质破碎程度的提高，正极活性物质暴露表面增多，比表面积增大，正极活性物质浸润性能提升，有利于循环圈数的提升，使得上漂循环圈数N增大；但是随着正极活性物质破碎程度的进一步提高，正极活性物质暴露出的面积进一步增多，可能导致正极活性物质表面形成的正极电解质界面（Cathode Electrolyte Interphase，CEI）膜增厚增多，不利于循环圈数的进一步提升。因此，选取正极活性物质合适的破碎程度，有利于获得循环性能相对较好的电池单体。示例性地，N=mM2+M+c，例如，m＜0，-200≤m≤-100；可选地，300≤n≤600；和/或-200≤c≤-80；进一步可选地，-150≤m≤-120；和/或450≤n≤600；和/或-140≤c≤-90。
示例性地，m可以为-200、-180、-150、-140、-120、-110、-100、-50、-20、-10或是上述任意两个数值组成的范围。
示例性地，n可以为300、310、320、350、380、400、420、450、480、500、520、550、560、580、600或是上述任意两个数值组成的范围。
示例性地，c可以为-200、-180、-150、-140、-120、-110、-100、-90、-80或是上述任意两个数值组成的范围。
在正极活性物质的体积平均粒度相对较小的情况下，循环过程中产生的膨胀力对颗粒破碎的影响相对较小，正极活性物质的破碎程度相对较浅，循环上漂量Q具有一定的上升，且上漂循环圈数N也具有一定的提升。随着正极活性物质的体积平均粒度的增大，循环过程中产生的膨胀力对颗粒破碎的影响增大，正极活性物质的破碎程度增大，循环上漂量Q进一步上升，上漂循环圈数N也具有一定的提升。随着正极活性物质的体积平均粒度的进一步增大，循环过程中产生的膨胀力对颗粒破碎的影响进一步增大，正极活性物质的破碎程度进一步增大，循环上漂量Q进一步上升，上漂循环圈数N由于破碎程度过深可能呈现减小趋势。
对电芯试样施加预设作用力（外部作用力），预设作用力挤压正极活性物质导致其发生颗粒破碎，在预设作用力相对较小的情况下，预设作用力对颗粒破碎的影响相对较小，正极活性物质的破碎程度相对较浅，循环上漂量Q具有一定的上升，且上漂循环圈数N也具有一定的提升。随着预设作用力的增大，预设作用力对颗粒破碎的影响增大，正极活性物质的破碎程度增大，循环上漂量Q进一步上升，上漂循环圈数N也具有一定的提升。随着预设作用力的进一步增大，预设作用力对颗粒破碎的影响进一步增大，正极活性物质的破碎程度进一步增大，循环上漂量Q进一步上升，上漂循环圈数N由于破碎程度过深可能呈现减小趋势。
由此，通过构建正极活性物质的破碎度参数和循环参数的对应模型，有利于设计循环性能优异的电池单体。
在本申请实施方式中，可以通过以下方法采集循环参数将电芯试样进行测试，首先作出容量衰减随着循环圈数下降的图，循环上漂量Q就是指超过100%的值，比如105%，上漂循环圈数N指的就是电芯试样循环下降到100%时，电芯试样的循环圈数。上述参数也可以由循环衰减图上直接得到。
在本申请实施方式中，正极活性物质的平均粒径是指应用于正极极片的正极活性物质的平均粒径，在此情况下，正极活性物质和可选的导电剂、可选的粘结剂等形成正极极片中的正极膜层，可以通过扫描电子显微镜SEM观察测试得到正极活性物质的平均粒径。由于正极活性物质发生破碎的过程是正极活性物质的平均粒径变小的过程，故可以通过正极活性物质平均粒径的变化程度确认正极活性物质发生破碎的程度。
在步骤S400中，将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体。
在已构建的对应模型的基础上，可以根据所需循环性能的电池单体得到电池单体的相关设计参数（例如正极活性物质的体积平均粒度、所承受的预紧力等）。
在一些实施方式中，步骤S400包括：
步骤S410，将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，其中，所述目标破碎度参数分解为目标粒度参数和目标力参数；
步骤S420，根据所述目标粒度参数提供初始电芯，所述初始电芯包括含有目标正极活性物质的目标正极极片，所述目标正极活性物质的目标体积平均粒度与所述目标粒度参数相对应；
步骤S430，施加目标作用力于所述初始电芯，获得电池单体，其中，所述目标作用力与所述目标力参数相对应。
目标循环参数为电池单体的循环参数，例如循环上漂量Q设计为0.1%至10%，可选为0.5%至5%，上漂循环圈数N设计为20至500；可选为20至300。将目标循环参数代入至上述对应模型，计算得到相应的破碎度参数，该破碎度参数为电池单体的目标破碎度参数。示例性地，目标破碎度参数的范围为0.1至5；可选为0.3至3。具体地，目标破碎度参数的范围可以为0.1、0.12、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.1、1.2、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.5、2.6、2.8、3、3.1、3.2、3.5、3.6、3.8、4、4.1、4.2、4.5、4.6、4.8、4.9、5或是上述任意两个数值组成的范围。
将该目标破碎度参数分解为目标粒度参数和目标力参数，例如，在目标粒度参数和目标力参数的加和为目标破碎度参数的情况下，目标粒度参数等于目标破碎度参数减去目标力参数。又例如，在目标粒度参数和目标力参数的乘积为目标破碎度参数的情况下，目标粒度参数等于目标破碎度参数除以目标力参数。需要说明的是，目标粒度参数的范围可以参考本领域常用的粒度参数范围；目标力参数可以参考本领域常用的力参数范围，在上述基础上结合目标粒度参数选取具体的目标粒度参数和目标力参数。
在获取到目标粒度参数后，将目标粒度参数去归一化处理得到目标体积平均粒度，例如预设粒度为50μm，则目标粒度参数乘以50μm为目标体积平均粒度，获取该目标体积平均粒度的正极活性物质，作为目标正极活性物质，将目标正极活性物质与可选的导电剂、可选的粘结剂混合于溶剂中形成正极浆料，将正极浆料涂覆于正极集流体上干燥冷压为正极极片，正极极片配合负极极片、电解质等装配为初始电芯。
在获取到目标力参数后，将目标力参数去归一化处理得到目标作用力，例如定值作用力为3000N，则目标力参数乘以3000N为目标作用力，对初始电芯施加目标作用力，使得初始电芯受到外部的挤压力，从而使得目标正极活性物质发生一定程度的破碎，由此得到最终产品电池单体。
示例性地，目标破碎参数为1.5，目标正极活性物质的目标体积平均粒度为30μm，目标作用力为1500N。或者目标破碎参数为1.27，目标正极活性物质的目标体积平均粒度为25μm，目标作用力为1000N。
电池单体在循环充放电过程中可能会发生进一步的膨胀，使得目标正极活性物质发生进一步的破碎，使得电池单体的循环参数为目标循环参数。
电池单体
第二方面，本申请提出了一种电池单体，所述电池单体由本申请第一方面任一实施方式制备得到，由于采用上述方法，有利于获得所需循环性能的电池单体。
[正极极片]
在一些实施方式中，电池单体包括正极极片。
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，正极膜层包括正极活性物质。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在一些实施方式中，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等的基材）上而形成。
在一些实施方式中，所述正极活性物质可采用本领域公知的用于电池单体的正极活性物质。作为示例，正极活性物质可包括以下材料中的至少一种，层状结构正极活性物质（例如三元、镍酸锂/钠、钴酸锂/钠、锰酸锂/钠、富锂/钠层状和岩盐相层状等材料)、橄榄石型磷酸盐活性物质、尖晶石结构的正极活性物质（例如尖晶石锰酸锂、尖晶石镍锰酸锂、富锂的尖晶石锰酸锂和镍锰酸锂等)。
示例性地，层状结构正极活性物质的通式为，LixAyNiaCobMncM(1-a-b-c)Yz，其中，0≤x≤2.1，0≤y≤2.1，且0.9≤x+y≤2.1；0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，且0.1≤a+b+c≤1；1.8≤z≤3.5；A包括Na、K、Mg中的一种或几种；M包括B、Mg、Al、Si、P、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Yb、La、Ce中的一种或几种；Y包括O、F中的一种或几种。具体地，层状结构正极活性物质可以包括钴酸锂LCO、镍酸锂LNO、锰酸锂LMO等。
可选地，层状结构正极活性物质为三元材料，例如0＜a≤1，0＜b≤1，0＜c≤1，示例性地，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（NCM333)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811)和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（NCM523)中的一种或多种。
示例性地，橄榄石型磷酸盐活性物质的通式为，LixAyMeaMbP1-cXcYz，其中，0≤x≤1.3，0≤y≤1.3，且0.9≤x+y≤1.3；0.9≤a≤1.5，0≤b≤0.5，且0.9≤a+b≤1.5；0≤c≤0.5；3≤z≤5；A包括Na、K、Mg中的一种或几种；Me包括Mn、Fe、Co、Ni中的一种或几种；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、Ce中的一种或几种；X包括S、Si、Cl、B、C、N中的一种或几种；Y包括O、F中的一种或几种。具体地，橄榄石型磷酸盐活性物质包括LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、和LiCoPO4中的一种或多种。
示例性地，尖晶石结构的正极活性物质的通式为，LixAyMnaM2-aYz，其中，0≤x≤2，0≤y≤1，且0.9≤x+y≤2；0.5≤a≤2；3≤z≤5；A包括Na、K、Mg中的一种或几种；M包括Ni、Co、B、Mg、Al、Si、P、S、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Yb、La、Ce中的一种或几种；Y包括O、F中的一种或几种。具体地，尖晶石结构的正极活性物质包括LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4、LiCr0.3Mn1.7O4、Li1.1Al0.1Mn1.9O4、Li2Mn2O4和Li1.5Mn2O4中的一种或多种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，粘结剂可以包括聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性物质、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
[负极极片]
在一些实施方式中，电池单体还包括负极极片。
在一些实施方式中，所述负极极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面且包括负极活性物质的负极膜层。例如，所述负极集流体具有在自身厚度方向相对的两个表面，所述负极膜层设置在所述负极集流体的两个相对表面中的任意一者或两者上。
所述负极活性物质可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性物质。作为示例，所述负极活性物质可包括但不限于天然石墨、人造石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂中的至少一种。所述硅基材料可包括单质硅、硅氧化物、硅碳复合物、硅氮复合物和硅合金材料中的至少一种。所述锡基材料可包括单质锡、锡氧化物和锡合金材料中的至少一种。
在一些实施方式中，所述负极膜层还可选地包括负极导电剂。本申请实施方式对所述负极导电剂的种类没有特别的限制，作为示例，所述负极导电剂可包括超导碳、导电石墨、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维中的至少一种。在一些实施方式中，基于所述负极膜层的总重量，所述负极导电剂的质量百分含量为≤5 wt%。
在一些实施方式中，所述负极膜层还可选地包括负极粘结剂。本申请实施方式对所述负极粘结剂的种类没有特别的限制，作为示例，所述负极粘结剂可包括丁苯橡胶（SBR）、水溶性不饱和树脂SR-1B、水性丙烯酸类树脂（例如，聚丙烯酸PAA、聚甲基丙烯酸PMAA、聚丙烯酸钠PAAS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）和羧甲基壳聚糖（CMCS）中的至少一种。在一些实施方式中，基于所述负极膜层的总重量，所述负极粘结剂的质量百分含量为≤5 wt%。
在一些实施方式中，所述负极膜层还可选地包括其他助剂。作为示例，其他助剂可包括增稠剂，例如，羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、PTC热敏电阻材料等。在一些实施方式中，基于所述负极膜层的总重量，所述其他助剂的质量百分含量为≤2 wt%。
在一些实施方式中，所述负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。作为金属箔片的示例，可采用铜箔。所述复合集流体可包括高分子材料基层以及形成于所述高分子材料基层至少一个表面上的金属材料层。作为示例，所述金属材料可包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的至少一种。作为示例，所述高分子材料基层可包括聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）和聚乙烯（PE）中的至少一种。
所述负极膜层通常是将负极浆料涂布于负极集流体上，经干燥、冷压而成的。所述负极浆料通常是将负极活性物质、可选的导电剂、可选的粘结剂、其他可选的助剂分散于溶剂中并搅拌均匀而形成的。溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮（NMP）或去离子水，但不限于此。
所述负极极片并不排除除了所述负极膜层之外的其他附加功能层。例如在某些实施例中，本申请实施方式所述的负极极片还包括夹在所述负极集流体和所述负极膜层之间、设置在所述负极集流体表面的导电底涂层（例如由导电剂和粘结剂组成）。在另外一些实施例中，本申请实施方式所述的负极极片还包括覆盖在所述负极膜层表面的保护层。
[电解液]
在一些实施方式中，电池单体还包括电解液。
在电池单体充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出，电解液在正极极片和负极极片之间起到传导活性离子的作用。本申请对电解液的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。
所述电解液包括电解质盐和溶剂。所述电解质盐和所述溶剂的种类不受具体的限制，可根据实际需求进行选择。
作为示例，所述电解质盐可包括但不限于六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、高氯酸锂（LiClO4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）、双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）、三氟甲磺酸锂（LiTFS）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟磷酸锂（LiPO2F2）、二氟二草酸磷酸锂（LiDFOP）和四氟草酸磷酸锂（LiTFOP）中的至少一种。
作为示例，所述溶剂可包括但不限于碳酸乙烯酯（EC）、碳酸亚丙酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二丙酯（DPC）、碳酸甲丙酯（MPC）、碳酸乙丙酯（EPC）、碳酸亚丁酯（BC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、乙酸丙酯（PA）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）、丙酸丙酯（PP）、丁酸甲酯（MB）、丁酸乙酯（EB）、1,4-丁内酯（GBL）、环丁砜（SF）、二甲砜（MSM）、甲乙砜（EMS）和二乙砜（ESE）中的至少一种。
在一些实施方式中，所述电解液中还可选地包括添加剂。例如，所述添加剂可以包括负极成膜添加剂，也可以包括正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温性能的添加剂、改善电池低温功率性能的添加剂等。
[隔离膜]
在一些实施方式中，电池单体还包括隔离膜。
本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在一些实施方式中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在一些实施方式中，所述正极极片、所述隔离膜和所述负极极片可通过卷绕工艺和/或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施方式中，所述电池单体可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解液。
在一些实施方式中，所述电池单体的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。所述电池单体的外包装也可以是软包，例如袋式软包。所述软包的材质可以是塑料，如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）中的至少一种。
本申请对电池单体的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。如图2是作为一个示例的方形结构的电池单体5。
在一些实施方式中，如图3所示，外包装可包括壳体51和盖板53。壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53用于盖设所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺和/或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于所述容纳腔。电解液浸润于电极组件52中。电池单体5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，可根据需求来调节。
本申请的电池单体的制备方法是公知的。在一些实施方式中，可将正极极片、隔离膜、负极极片和电解液组装形成电池单体。作为示例，可将正极极片、隔离膜、负极极片经卷绕工艺和/或叠片工艺形成电极组件，将电极组件置于外包装中，烘干后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，得到电池单体。
在本申请的一些实施方式中，根据本申请的电池单体可以组装成电池模块，电池模块所含电池单体的数量可以为多个，具体数量可根据电池模块的应用和容量来调节。
图4是作为一个示例的电池模块4的示意图。如图4所示，在电池模块4中，多个电池单体5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个电池单体5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个电池单体5容纳于该容纳空间。
在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以根据电池包的应用和容量进行调节。
图5和图6是作为一个示例的电池包1的示意图。如图5和图6所示，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2用于盖设下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
电池包括一个或多个电池单体，在电池包括多个电池单体时，多个电池单体可以为电池模块或电池包。
用电装置
本申请实施方式第三方面提供一种用电装置，所述用电装置包括本申请的电池单体、电池模块或电池包中的至少一种。所述电池单体、电池模块或电池包可以用作所述用电装置的电源，也可以用作所述用电装置的能量存储单元。所述用电装置可以但不限于是移动设备（例如手机、笔记本电脑等）、电动车辆（例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等）、电气列车、船舶及卫星、储能系统等。
所述用电装置可以根据其使用需求来选择电池单体、电池模块或电池包。
图7是作为一个示例的用电装置6的示意图。该用电装置6为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置6对高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的用电装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该用电装置通常要求轻薄化，可以采用电池单体作为电源。
电池单体的制备装置
本申请实施方式第四方面还提供一种电池单体的制备装置。
如图8所示，所述电池单体的制备装置7包括提供模块71、采集模块72、构建模块73和输出模块74，提供模块71用于提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片；采集模块72用于采集各所述电芯试样的循环参数；构建模块73用于构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型，所述破碎度参数被配置为表征所述正极活性物质的平均粒径的变化程度；输出模块74用于将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体。
在一些实施方式中，提供模块71还包括第一提供模块和施加模块以及关联模块，提供子模块用于提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片，将各所述电芯试样的正极活性物质的体积平均粒度分别进行归一化处理，得到粒度参数；施加模块用于分别施加预设作用力于各所述电芯试样，将各所述预设作用力进行归一化处理，得到力参数；关联模块用于将所述粒度参数和所述力参数关联为所述破碎度参数。
在一些实施方式中，输出模块74包括分解模块、第二提供模块、获得模块，分解模块用于将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，其中，所述目标破碎度参数分解为目标粒度参数和目标力参数；第二提供模块用于根据所述目标粒度参数提供初始电芯，所述初始电芯包括含有目标正极活性物质的目标正极极片，所述目标正极活性物质的目标体积平均粒度与所述目标粒度参数相对应；获得模块用于施加目标作用力于所述初始电芯，获得电池单体，其中，所述目标作用力与所述目标力参数相对应。
实施例
下述实施方式更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施方式仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施方式中所报道的所有成分、百分比和比值都是基于质量计，而且实施方式中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施方式中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
锂离子电池的制备
循环上漂量Q设计为1.1%，上漂循环圈数N设计为280；根据Q =aM + b以及N= mM2+nM+c，得到M的取值范围，取M为1.27，取正极活性物质的体积平均粒度为25μm，目标作用力为1000N。
1、正极极片的制备
采用厚度为12μm的铝箔作为正极集流体。
将正极活性物质磷酸铁锂(LiFePO4)、导电剂炭黑（Super P）、粘结剂聚偏二氟乙烯（PVDF）按照质量比96.2: 2.7: 1.1在适量的溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中混合均匀，得到正极浆料；将正极浆料涂布于正极集流体铝箔上，通过烘干、冷压、分条、裁切等工序，得到正极极片，正极活性物质磷酸铁锂(LiFePO4)的体积平均粒度为25μm。
2、负极极片的制备
采用厚度为8μm的铜箔作为负极集流体。
将作为负极活性物质的天然石墨、导电剂Super P、增稠剂CMC、粘接剂丁苯橡胶（SBR)在去离子水中混合均匀，制成负极浆料。负极浆料中固体含量为30wt%，固体成分中天然石墨、Super P、CMC及粘接剂丁苯橡胶（SBR)的质量比为80:15:3:2。将负极浆料涂布在集流体铜箔上并在85℃下烘干、冷压后得到负极极片。
3、电解液的制备
在含水量小于10ppm的环境下，将非水有机溶剂碳酸乙烯酯EC、碳酸二乙酯DMC按照体积比1:1进行混合得到电解液溶剂，随后将锂盐六氟磷酸锂和混合后的溶剂混合，配置成锂盐浓度为1 mol/L的电解液。
4、锂离子电池的制备
将正极极片、PE隔离膜、负极极片按顺序堆叠并卷绕，得到电极组件；将电极组件置于外包装中，干燥后注入电解液，经过封装、注液、静置、化成等工序，得到初始电池；
将初始电池置于三片式平行板带传感器夹具中进行检测，三片钢夹具共具有两个容纳腔，将初始电池和传感器分别设置于不同的容纳腔中，传感器接外置检测器；并对初始电池施加1000N的预紧力，得到锂离子电池。
实施例2
锂离子电池的制备
循环上漂量Q设计为1.2%，上漂循环圈数N设计为250；根据Q =aM + b以及N= mM2+nM+c，得到M的取值范围，取M为1.5，取正极活性物质的体积平均粒度为30μm，目标作用力为1500N。
1、正极极片的制备
采用厚度为12μm的铝箔作为正极集流体。
将正极活性物质磷酸铁锂(LiFePO4)、导电剂炭黑（Super P）、粘结剂聚偏二氟乙烯（PVDF）按照质量比96.2: 2.7: 1.1在适量的溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中混合均匀，得到正极浆料；将正极浆料涂布于正极集流体铝箔上，通过烘干、冷压、分条、裁切等工序，得到正极极片，正极活性物质磷酸铁锂(LiFePO4)的体积平均粒度为30μm。
2、负极极片的制备
采用厚度为8μm的铜箔作为负极集流体。
将作为负极活性物质的天然石墨、导电剂Super P、增稠剂CMC、粘接剂丁苯橡胶（SBR)在去离子水中混合均匀，制成负极浆料。负极浆料中固体含量为30wt%，固体成分中天然石墨、Super P、CMC及粘接剂丁苯橡胶（SBR)的质量比为80:15:3:2。将负极浆料涂布在集流体铜箔上并在85℃下烘干、冷压后得到负极极片。
3、电解液的制备
在含水量小于10ppm的环境下，将非水有机溶剂碳酸乙烯酯EC、碳酸二乙酯DMC按照体积比1:1进行混合得到电解液溶剂，随后将锂盐六氟磷酸锂和混合后的溶剂混合，配置成锂盐浓度为1 mol/L的电解液。
4、锂离子电池的制备
将正极极片、PE隔离膜、负极极片按顺序堆叠并卷绕，得到电极组件；将电极组件置于外包装中，干燥后注入电解液，经过封装、注液、静置、化成等工序，得到初始电池；
将初始电池置于三片式平行板带传感器夹具中进行检测，三片钢夹具共具有两个容纳腔，将初始电池和传感器分别设置于不同的容纳腔中，传感器接外置检测器；并对初始电池施加1500N的预紧力，得到锂离子电池。
虽然已经参考优选实施方式对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施方式中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种电池单体的制备方法，其特征在于，包括：
提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片；将各所述电芯试样的正极活性物质的体积平均粒度分别进行归一化处理，得到粒度参数；分别施加预设作用力于各所述电芯试样，将各所述预设作用力进行归一化处理，得到力参数；将所述粒度参数和所述力参数关联为破碎度参数；
采集各所述电芯试样的循环参数；
构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型，所述破碎度参数被配置为表征所述正极活性物质的平均粒径的变化程度；
将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数；提供初始电芯，将所述初始电芯的破碎度参数调整为目标破碎度参数，制备得到电池单体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述粒度参数和所述力参数关联为所述破碎度参数的步骤，包括：
计算所述粒度参数和所述力参数的和，作为所述破碎度参数。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体的步骤，包括：
将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，其中，所述目标破碎度参数分解为目标粒度参数和目标力参数；
根据所述目标粒度参数提供初始电芯，所述初始电芯包括含有目标正极活性物质的目标正极极片，所述目标正极活性物质的目标体积平均粒度与所述目标粒度参数相对应；
施加目标作用力于所述初始电芯，获得电池单体，其中，所述目标作用力与所述目标力参数相对应。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述循环参数包括多个子参数；
所述构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型的步骤，包括：
分别构建所述破碎度参数和各所述子参数的对应模型。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，多个所述子参数包括第一参数；
所述破碎度参数和所述第一参数的对应模型为正相关模型。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述破碎度参数和所述第一参数的对应模型为线性模型。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，多个所述子参数包括第二参数；
所述破碎度参数和所述第二参数的对应模型为抛物线模型，且所述抛物线模型中二次项系数为负值。
8.一种电池单体，其特征在于，由权利要求1至7中任一项所述的制备方法制备得到。
9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求8所述的电池单体。
10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。
11.一种电池单体的制备装置，其特征在于，包括：
提供模块，用于提供多个电芯试样，各所述电芯试样均包括含有正极活性物质的正极极片；将各所述电芯试样的正极活性物质的体积平均粒度分别进行归一化处理，得到粒度参数；分别施加预设作用力于各所述电芯试样，将各所述预设作用力进行归一化处理，得到力参数；将所述粒度参数和所述力参数关联为破碎度参数；
采集模块，用于采集各所述电芯试样的循环参数；
构建模块，用于构建所述正极活性物质的破碎度参数和所述循环参数的对应模型，所述破碎度参数被配置为表征所述正极活性物质的平均粒径的变化程度；
输出模块，用于将目标循环参数应用于所述对应模型，输出与所述目标循环参数对应的目标破碎度参数，并根据所述目标破碎度参数调整初始电芯为电池单体；提供初始电芯，将所述初始电芯的破碎度参数调整为目标破碎度参数，制备得到电池单体。
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