CN117154001B - 圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，提出了一种圆柱电池，包括电芯，电芯包括电芯主体和由电芯主体延伸而出的极耳，电芯主体包括正极极片和负极极片；正极极片包括相对的两个第一边缘区域和第一中间区域，负极极片包括相对的两个第二边缘区域和第二中间区域，第一边缘区域和第二边缘区域的高度小于等于10mm；第二边缘区域的面密度为e‑，第二中间区域的面密度为c‑，第一边缘区域的面密度为e+，第一中间区域的面密度为c+，0.9≤（e‑/e+）/（c‑/c+）≤1.2，即电芯主体的边缘区域的N/P与中间区域的N/P之比可以为0.9‑1.2，从而可以保证边缘区域的N/P相对较足，从而降低了边缘区域锂离子富集的几率，进而有效降低了边缘区域出现析锂的风险，由此提高了圆柱电池的安全使用性能。

Description

圆柱电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电池。

背景技术

相关技术中，圆柱电池在长时间使用之后，容易出现析锂现象，尤其是在圆柱电池的边缘区域，析锂现象极为严重。考虑到圆柱电池轴向的中间区域，电池壳体对极片的束缚力大，而边缘区域，电池壳体对极片的束缚力相对小，造成电解液由中间区域挤压到边缘区域，锂离子富集在边缘区域，可能会导致析锂问题。

发明内容

本发明提供一种圆柱电池，以改善圆柱电池的使用性能。

本发明提供了一种圆柱电池，包括电芯，电芯包括电芯主体和由电芯主体延伸而出的极耳，电芯主体包括正极极片和负极极片；

其中，正极极片包括相对的两个第一边缘区域，以及第一中间区域，第一中间区域位于相对的两个第一边缘区域之间，沿电芯主体的高度方向上，第一边缘区域的高度小于等于10mm，负极极片包括相对的两个第二边缘区域，以及第二中间区域，第二中间区域位于相对的两个第二边缘区域之间，沿电芯主体的高度方向上，第二边缘区域的高度小于等于10mm；

第二边缘区域的面密度为e-，第二中间区域的面密度为c-，第一边缘区域的面密度为e+，第一中间区域的面密度为c+，0.9≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.2。

本发明一个实施例的圆柱电池包括电芯，电芯包括电芯主体和极耳，电芯主体包括正极极片和负极极片，正极极片包括相对的两个第一边缘区域，以及位于两个第一边缘区域之间的第一中间区域，负极极片包括相对的两个第二边缘区域，以及位于相对的两个第二边缘区域之间的第二中间区域，第一边缘区域和第二边缘区域的高度均小于等于10mm。第二边缘区域的面密度为e-，第二中间区域的面密度为c-，第一边缘区域的面密度为e+，第一中间区域的面密度为c+，0.9≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.2，即电芯主体的边缘区域的N/P与中间区域的N/P之比可以为0.9-1.2，从而可以保证边缘区域的N/P相对较足，从而降低了边缘区域锂离子富集的几率，进而有效降低了边缘区域出现析锂的风险，由此提高了圆柱电池的安全使用性能。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池的结构示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池的电芯的结构示意图。

图3是根据一示例性实施方式示出的一种电池的电芯的内部结构示意图。

附图标记说明如下：

10、电芯；11、电芯主体；111、边缘区域；112、中间区域；12、极耳；13、正极极片；131、第一边缘区域；132、第一中间区域；14、负极极片；141、第二边缘区域；142、第二中间区域；15、隔膜；20、电池壳体；30、极柱组件。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件（一个或多个）“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外（一个或多个）元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本发明的一个实施例提供了一种圆柱电池，请参考图1至图3，圆柱电池包括电芯10，电芯10包括电芯主体11和由电芯主体11延伸而出的极耳12，电芯主体11包括正极极片13和负极极片14；其中，正极极片13包括相对的两个第一边缘区域131，以及第一中间区域132，第一中间区域132位于相对的两个第一边缘区域131之间，沿电芯主体11的高度方向上，第一边缘区域131的高度小于等于10mm，负极极片14包括相对的两个第二边缘区域141，以及第二中间区域142，第二中间区域142位于相对的两个第二边缘区域141之间，沿电芯主体11的高度方向上，第二边缘区域141的高度小于等于10mm；第二边缘区域141的面密度为e-，第二中间区域142的面密度为c-，第一边缘区域131的面密度为e+，第一中间区域132的面密度为c+，0.9≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.2。

本发明一个实施例的圆柱电池包括电芯10，电芯10包括电芯主体11和极耳12，电芯主体11包括正极极片13和负极极片14，正极极片13包括相对的两个第一边缘区域131，以及位于两个第一边缘区域131之间的第一中间区域132，负极极片14包括相对的两个第二边缘区域141，以及位于相对的两个第二边缘区域141之间的第二中间区域142，第一边缘区域131和第二边缘区域141的高度均小于等于10mm。第二边缘区域141的面密度为e-，第二中间区域142的面密度为c-，第一边缘区域131的面密度为e+，第一中间区域132的面密度为c+，0.9≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.2，即电芯主体11的边缘区域的N/P与中间区域的N/P之比可以为0.9-1.2，从而可以保证边缘区域的N/P相对较足，从而降低了边缘区域锂离子富集的几率，进而有效降低了边缘区域出现析锂的风险，由此提高了圆柱电池的安全使用性能。

需要说明的是，结合图2所示，电芯主体11包括相对的两个边缘区域111，以及中间区域112，中间区域112位于相对的两个边缘区域111之间，相对的两个边缘区域111分别形成电芯主体11高度方向的相对两端。图2中仅是大体上分隔出了边缘区域111和中间区域112。

结合图3所示，正极极片13包括相对的两个第一边缘区域131，以及第一中间区域132，负极极片14包括相对的两个第二边缘区域141，以及第二中间区域142，正极极片13和负极极片14的高度可以不相一致，此时，第一边缘区域131和第二边缘区域141也可以不是完全重合的，因此，图2中所示出的电芯主体11的边缘区域111仅是从结构外形上进行了划分，在测量上述各个区域的面密度时，依然以正极极片13和负极极片14各自的划分进行单独测量。

N/P即为圆柱电池的单位面积内负极容量和单位面积内正极容量的比值。虽然，第一边缘区域131和第二边缘区域141可以是不重合的，但是，边缘区域111的N/P与中间区域112的N/P之比依然可以表示为：

其中，loading-为负极活性物质涂层中活性主材的负载量，cpg-为负极活性物质涂层中活性主材的克容量，loading+为正极活性物质涂层中活性主材的负载量，cpg+为正极活性物质涂层中活性主材的克容量。

圆柱电池边缘析锂，圆柱电池的电芯10轴向的中间区域，电池壳体对极片的束缚力大，电芯10的两端边缘区域由于有正极极片和负极极片长度不一致的情况，以及极片削薄区，电池壳体的束缚力相对小，造成电解液由中间区域挤压到边缘区域，锂离子富集在边缘区域。而电流密度也是边缘区域较中间区域大，故充电时，边缘区域的负极电位下降快，加之中间区域的锂离子被挤到边缘区域去嵌入，导致边缘区域的N/P不足，且动力学也不足以满足快速嵌锂的需求，从而导致边缘区域析锂。

通过第二边缘区域141的面密度为e-，第二中间区域142的面密度为c-，第一边缘区域131的面密度为e+，第一中间区域132的面密度为c+，0.9≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.2，即可以可靠控制边缘区域111的N/P，从而降低边缘区域111出现析锂的风险，进而提高了圆柱电池的安全性能。

正极极片13可以包括正极集流片和位于正极集流片两侧的正极活性物质层，负极极片14包括负极集流片和位于负极集流片两侧的负极活性物质层。

第一边缘区域131和第二边缘区域141可以均为变厚度结构，即两个边缘区域111的正极极片13和负极极片14均形成了减薄结构。

或者，第一边缘区域131和第二边缘区域141还可以包括一部分的等厚度结构，即第一边缘区域131和第二边缘区域141均形成了一部分的减薄结构和另一部分的等厚度结构，如图3所示。

（e-/e+）与（c-/c+）的比值可以表示为：边缘区域111的N/P与中间区域112的N/P之比，（e-/e+）与（c-/c+）的比值过大，则边缘区域111的N/P比中间区域112的N/P大很多，极片边缘区域可能会出现超厚（负极极片的边缘区域无法削薄），辊压时边缘区域容易过压、负极活性物质材料被压溃导致其嵌锂能力大幅下降，解决不了边缘区域析锂的问题。（e-/e+）与（c-/c+）的比值过小，边缘区域111的N/P比中间区域112的N/P大的不过多，则边缘区域的N/P依然不足，且动力学也不足以满足快速嵌锂的需求，依然会导致边缘区域析锂。

（e-/e+）与（c-/c+）的比值可以为0.9、0.95、0.98、1、1.02、1.05、1.08、1.1、1.12、1.15、1.18或者1.2等等。

第一边缘区域131的高度可以为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或者10mm等等，第二边缘区域141的高度可以为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或者10mm等等。

在一个实施例中，沿电芯主体11的高度方向上，距离负极极片14的端部5mm处的负极极片14的厚度为de，第二中间区域142的正中间位置处的负极极片14的厚度为dc，dc-de的范围为3μm ~20μm，不仅可以方便电芯10的成型，满足动力学的需求，且可以保证边缘区域111的N/P，避免边缘区域111出现析锂的问题。

第二中间区域142的正中间位置处的负极极片14的厚度dc与距离负极极片14的端部5mm处的负极极片14的厚度de之差过小，第二边缘区域141在辊压时容易过压，第二边缘区域141削薄的过少，不满足加工要求，容易过压造成负极压溃、动力学严重不足。第二中间区域142的正中间位置处的负极极片14的厚度dc与距离负极极片14的端部5mm处的负极极片14的厚度de之差过大，第二边缘区域141削薄的过多，容易造成边缘区域111的N/P不足造成边缘区域111析锂。

第二中间区域142的正中间位置处可以认为是具有一定高度范围的区域，例如，距离第二中间区域142的中位线上下5mm以内的区域可以为第二边缘区域141的负极极片14的正中间位置。

dc-de可以为3μm 、4μm、5μm 、6μm、7μm 、8μm、9μm 、10μm、11μm 、12μm 、13μm 、14μm、15μm 、16μm、17μm 、18μm、19μm 或者20μm等等。

在一个实施例中，沿电芯主体11的高度方向上，距离正极极片13的端部5mm处的正极极片13的厚度为te，第一中间区域132的正中间位置处的正极极片13的厚度为tc，1≤（dc+tc）/（de+te）≤1.3，不仅可以保证电池整体电流密度的均匀性，且可以方便电芯10的成型，有利于提高电池的制造效率。

（dc+tc）/（de+te）过大，中间区域112的厚度比边缘区域111的厚度大很多，中间区域112受到的束缚力过大，电解液被过量的挤入边缘区域111，不利于整只电池的电流密度均匀性。（dc+tc）/（de+te）过小，边缘区域111的厚度没有比中间区域112的厚度小多少，对辊压时候的工艺要求就会很高，很容易造成边缘区域111过压。

（dc+tc）/（de+te）可以为1、1.02、1.05、1.08、1.1、1.12、1.15、1.18、1.2、1.22、1.25、1.28或者1.3等等。

在一个实施例中，dc-de≤12μm，tc-te≥3μm，从而可以保证边缘区域111的N/P较大，尽可能避免由于边缘区域111的N/P不足造成的边缘区域111析锂风险。

第一中间区域132的正中间位置处的正极极片13的厚度为tc与距离正极极片13的端部5mm处的正极极片13的厚度为te 的差值可以为3μm、3.5μm、4μm、5μm 、6μm、7μm 、8μm、9μm 、10μm、11μm 、12μm 、13μm 、14μm、15μm 、16μm、17μm 、18μm、19μm 或者20μm等等。

在一个实施例中，极耳12由电芯主体11的第一端延伸而出，位于第一端的第二边缘区域141的面密度为e1-，位于第一端的第一边缘区域131的面密度为e1+，1.05≤（e1-/e1+）/（c-/c+）≤1.2，从而可以保证第一边缘区域的N/P相对较足，降低第一边缘区域出现析锂的风险，由此提高了圆柱电池的安全使用问题。

极耳12可以包括正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳分别由正极极片13和负极极片14延伸而出，而圆柱电池还可以包括极柱组件30，正极极耳和负极极耳中的一个可以与极柱组件30电连接，极柱组件30可以是一个，电池还可以包括电池壳体20，正极极耳和负极极耳中的一个可以与极柱组件30电连接，另一个可以与电池壳体20电连接；或者，极柱组件30可以是两个，此时，正极极耳和负极极耳可以分别与两个极柱组件30电连接。

（e1-/e1+）/（c-/c+）可以为1.05、1.08、1.1、1.12、1.15、1.18或者1.2等等。

在一个实施例中，电芯主体11具有相对的第一端和第二端，极耳12由电芯主体11的第一端延伸而出，位于第二端的第二边缘区域141的面密度为e2-，位于第二端的第一边缘区域131的面密度为e2+，0.9≤（e2-/e2+）/（c-/c+）≤1.15，从而可以保证第二边缘区域的N/P相对较足，降低第二边缘区域出现析锂的风险，由此提高了圆柱电池的安全使用问题。

（e2-/e2+）/（c-/c+）可以为0.9、0.95、0.98、1、1.02、1.05、1.08、1.1、1.12或者1.15等等。

在一个实施例中，极耳12包括正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳由电芯主体11的同一端延伸而出，从而可以降低电芯10的整体高度，提高有利于提升圆柱电池的整体能量密度。

需要说明的是，在某些实施例中，极耳12包括正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳可以分别由电芯主体11的相对两端延伸而出。

在一个实施例中，圆柱电池的高度≥90mm，0.95≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.17，从而可以使得圆柱电池可以具有相对较高的尺寸，中间区域112的尺寸增加，边缘区域111占圆柱电池总高较少，中间区域112在极片膨胀和束缚力作用下会使更多的电解液挤入边缘区域111，从而可以通过使得边缘区域111的N/P相对较大，由此来降低边缘区域111出现析锂的风险。

圆柱电池的高度可以为90mm、95mm、100mm、105mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、180mm或者200mm等等。

在一个实施例中，圆柱电池的直径≥40mm，0.97≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.17，由此来保证圆柱电池的容量需求，且圆柱电池的直径较大，中间区域112在极片膨胀和束缚力作用下会使更多的电解液挤入边缘区域111，从而通过形成较大的边缘区域111的N/P，有效降低边缘区域111出现析锂的风险。

圆柱电池的直径可以为40mm、42mm、45mm、48mm、50mm、55mm、60mm、70mm或者80mm等等。

在一个实施例中，负极极片14为硅基负极极片，圆柱电池还包括电池壳体20，电芯10设置于电池壳体20内，电池壳体20的硬度范围为50HRC-80HRC，利用强度较高的电池壳体20实现对径向膨胀力较大的电芯10的有效束缚，而0.9≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.2，由此可以有效降低边缘区域111出现析锂的风险，进而来提高圆柱电池的安全使用性能。

负极极片14为硅基负极极片，硅基负极极片的活性物质中硅含量占比为0~10%，例如0、1%、3%、5%、8%、10%等。当然，硅基负极极片的活性物质中硅含量占比也可大于10%。

示例的，在制备硅基负极极片时，制备原料包括硅材料、石墨、SP（导电炭黑）、CMC（羧甲基纤维素钠）和PAA（聚丙烯酸），硅材料的质量占比可为0~10%，石墨的质量占比可为85%~95%，SP的质量占比可为0.5%~1.5%，CMC的质量占比可为0.5%~1.5%，PAA的质量占比可为1%~3%。

电池壳体20的硬度可以为50HRC、52HRC、54HRC、55HRC、58HRC、60HRC、62HRC、64HRC、65HRC、68HRC、70HRC、72HRC、74HRC、75HRC、78HRC或者80HRC等等。

需要说明的是，电池壳体20可以是钢壳，电池壳体20可以为低碳钢或不锈钢等等，或者，电池壳体20可以是铝壳，或者，电池壳体20可以是铝合金壳体等等。

需要明的是，圆柱电池包括电芯和电解质，能够进行诸如充电/放电的电化学反应的最小单元。电芯是指将堆叠部卷绕或层压形成的单元，该堆叠部包括正极极片、负极极片以及隔膜。

本发明的一个实施例还提供了一种电池组，包括上述的电池。

本发明一个实施例的电池组包括电池，圆柱电池包括电芯10，电芯10包括电芯主体11和极耳12，电芯主体11包括正极极片13和负极极片14，正极极片13包括相对的两个第一边缘区域131，以及位于两个第一边缘区域131之间的第一中间区域132，负极极片14包括相对的两个第二边缘区域141，以及位于相对的两个第二边缘区域141之间的第二中间区域142，第一边缘区域131和第二边缘区域141的高度均小于等于10mm。第二边缘区域141的面密度为e-，第二中间区域142的面密度为c-，第一边缘区域131的面密度为e+，第一中间区域132的面密度为c+，0.9≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.2，即电芯主体11的边缘区域的N/P与中间区域的N/P之比可以为0.9-1.2，从而可以保证边缘区域的N/P相对较足，从而降低了边缘区域锂离子富集的几率，进而有效降低了边缘区域出现析锂的风险，由此提高了电池组的安全使用问题。

在一个实施例中，电池组为电池模组或电池包。

电池包包括多个电池和箱体，箱体用于固定多个电池。

需要说明的是，电池包包括电池，电池可以为多个，多个电池设置于箱体内。其中，多个电池可以形成电池模组后安装于箱体内。或者，多个电池可以直接设置在箱体内，即无需对多个电池进行成组，利用箱体对多个电池进行固定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种圆柱电池，其特征在于，包括电芯（10），所述电芯（10）包括电芯主体（11）和由电芯主体（11）延伸而出的极耳（12），所述电芯主体（11）包括正极极片（13）和负极极片（14）；

其中，所述正极极片（13）包括相对的两个第一边缘区域（131），以及第一中间区域（132），所述第一中间区域（132）位于相对的两个所述第一边缘区域（131）之间，所述第一边缘区域（131）包括减薄结构，所述减薄结构的厚度小于所述第一中间区域（132）的厚度，且所述减薄结构为变厚度结构，所述变厚度结构远离所述第一中间区域（132）的一端的厚度基本等于所述正极极片（13）的正极集流片的厚度，沿所述电芯主体（11）的高度方向上，高度小于等于10mm的为所述第一边缘区域（131），所述负极极片（14）包括相对的两个第二边缘区域（141），以及第二中间区域（142），所述第二中间区域（142）位于相对的两个所述第二边缘区域（141）之间，所述第二边缘区域（141）包括减薄结构，所述减薄结构的厚度小于所述第二中间区域（142）的厚度，且所述减薄结构为变厚度结构，所述变厚度结构远离所述第二中间区域（142）的一端的厚度基本等于所述负极极片（14）的负极集流片的厚度，沿所述电芯主体（11）的高度方向上，高度小于等于10mm的为所述第二边缘区域（141）；

所述第二边缘区域（141）的面密度为e-，所述第二中间区域（142）的面密度为c-，所述第一边缘区域（131）的面密度为e+，所述第一中间区域（132）的面密度为c+， 1.02≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.2。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池，其特征在于，沿所述电芯主体（11）的高度方向上，距离所述负极极片（14）的端部5mm处的所述负极极片（14）的厚度为de，所述第二中间区域（142）的正中间位置处的所述负极极片（14）的厚度为dc，dc-de的范围为3μm ~20μm。

3.根据权利要求2所述的圆柱电池，其特征在于，沿所述电芯主体（11）的高度方向上，距离所述正极极片（13）的端部5mm处的所述正极极片（13）的厚度为te，所述第一中间区域（132）的正中间位置处的所述正极极片（13）的厚度为tc，1≤（dc+tc）/（de+te）≤1.3。

4.根据权利要求3所述的圆柱电池，其特征在于，dc-de≤12μm，tc-te≥3μm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述极耳（12）由所述电芯主体（11）的第一端延伸而出，位于所述第一端的所述第二边缘区域（141）的面密度为e1-，位于所述第一端的所述第一边缘区域（131）的面密度为e1+，1.05≤（e1-/e1+）/（c-/c+）≤1.2。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述电芯主体（11）具有相对的第一端和第二端，所述极耳（12）由所述电芯主体（11）的第一端延伸而出，位于所述第二端的所述第二边缘区域（141）的面密度为e2-，位于所述第二端的所述第一边缘区域（131）的面密度为e2+， 1.02≤（e2-/e2+）/（c-/c+）≤1.15。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述极耳（12）包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳和所述负极极耳由所述电芯主体（11）的同一端延伸而出。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池的高度≥90mm， 1.02≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.17。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述圆柱电池的直径≥40mm， 1.02≤（e-/e+）/（c-/c+）≤1.17。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的圆柱电池，其特征在于，所述负极极片（14）为硅基负极极片，所述圆柱电池还包括电池壳体（20），所述电芯（10）设置于所述电池壳体（20）内，所述电池壳体（20）的硬度范围为50HRC-80HRC。