CN117878410A

CN117878410A - 电池单体、电池和用电装置

Info

Publication number: CN117878410A
Application number: CN202410268449.XA
Authority: CN
Inventors: 吴则利; 韩昌隆; 黄磊; 王扶林; 郭洁; 张翠平; 彭淑婷; 吴巧; 姜彬
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2024-03-08
Filing date: 2024-03-08
Publication date: 2024-04-12

Abstract

本申请涉及一种电池单体、电池和用电装置，电池单体包括正极极片、负极极片和电解液以及隔离膜，正极极片中正极膜层包括橄榄石结构的含锂材料；负极极片包括负极集流体和设置于负极集流体至少一侧的负极膜层，负极膜层包括层状结构的含碳材料；隔离膜中有机基膜的厚度大于13μm且小于20μm；电解液包括锂盐，锂盐包括第一锂盐和第二锂盐，第一锂盐分子中氟原子的质量含量≥38%；第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位≥1.2V，且第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位大于第一锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位，其中，第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值为（2至4）：1；第一锂盐的质量含量为6%至8.5%。本申请能够降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率。

Description

电池单体、电池和用电装置

技术领域

本申请涉及一种电池单体、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。由于电池领域取得了极大的进展，因此对电池单体的性能提出了更高的要求。

然而，目前电池单体的循环过程的直流阻抗增长较大，尤其是在高温条件下电池单体的循环过程的直流阻抗增长较大。

发明内容

本申请提供一种电池单体、电池和用电装置，能够降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率。

第一方面，本申请实施方式提出了一种电池单体，电池单体包括正极极片、负极极片和电解液以及隔离膜，正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体至少一侧的正极膜层，正极膜层包括橄榄石结构的含锂材料；负极极片包括负极集流体和设置于负极集流体至少一侧的负极膜层，负极膜层包括层状结构的含碳材料；隔离膜的厚度大于13μm且小于20μm；电解液包括锂盐，锂盐包括第一锂盐和第二锂盐，第一锂盐分子中氟原子的质量含量≥38%；第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位≥1.2V，且第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位大于第一锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位，其中，第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值为（2至4）：1，第一锂盐的质量含量为6%至8.5%。

由此，本申请实施方式的第一锂盐分子中氟原子的质量含量相对较高（大于等于38%），有助于优化负极活性材料表面的SEI膜组分，在负极活性材料表面形成富含氟化锂LiF的SEI膜，使得SEI膜的热稳定性和电化学稳定性得到提升，能够对负极活性材料起到良好的防护作用。但是由于氟化锂的硬度较高，使得膜的柔韧性较差，在电池单体循环充放电过程中可能会使SEI膜发生破损，而第二锂盐具有高于第一锂盐的还原电位，其相对于Li/Li⁺的还原电位≥1.2V，能够优于第一锂盐在负极活性材料表面成膜，可以有效缓解SEI膜因含氟量较多导致硬度高容易破损的问题，有效提升SEI膜的稳定性，进一步提升对负极活性材料的防护作用，降低负极活性材料和电解液副反应，降低高温循环的DCR增长，提升储能效率；本申请实施方式进一步调控第一锂盐的质量含量为6%至8.5%，以及第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值为（2至4）：1，能够有效调控SEI膜的组分，提升SEI膜的稳定性，并提升SEI膜对负极活性材料的防护效果，降低负极活性材料和电解液发生副反应导致的阻抗恶化的风险，能够降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率。

在一些实施方式中，第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值为（2.5至4）：1。满足上述范围时，能够进一步提升SEI膜的稳定性，并提升SEI膜对负极活性材料的防护效果。

在一些实施方式中，第一锂盐相对于电解液总质量的质量含量为6%至8%。第一锂盐的质量含量满足上述范围，能够有效减少氢氟酸的生成，有助于循环性能的提升；而且第一锂盐的质量含量在上述范围时，有利于第一锂盐在负极活性材料表面形成富含氟化锂的SEI膜，能够进一步改善SEI膜的热稳定性和电化学稳定性，有利于对负极活性材料起到良好的防护作用，提升负极活性材料的循环寿命。

在一些实施方式中，第二锂盐相对于电解液总质量的质量含量为0.5%至3.00%；可选为1%至3%；可选为2%至3%。第二锂盐的质量含量在上述范围时，有利于第二锂盐和第一锂盐配合，提升SEI膜在循环过程中的稳定性。

在一些实施方式中，第一锂盐包括六氟磷酸锂LiPF₆、四氟硼酸锂LiBF₄、六氟砷酸锂AsF₆Li和双三氟甲基磺酰亚胺锂LiTFSI中的至少一种。上述第一锂盐中氟原子的含量相对较高，能够提升SEI膜中所形成的氟化锂的含量，进一步提升SEI膜的热稳定性和电化学稳定性。

在一些实施方式中，第一锂盐分子式中氟原子的质量含量≥70%。

在一些实施方式中，第一锂盐包括六氟磷酸锂LiPF₆。

在一些实施方式中，第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位为1.2V至1.9V。第二锂盐的还原电位较高，能够优先在负极活性材料表面成膜。

在一些实施方式中，第二锂盐包括二氟草酸硼酸锂LiDFOB、双草酸二氟磷酸锂LiDFOP、四氟草酸磷酸锂LiTFOP和双草酸硼酸锂LiBOB中的至少一种。

在一些实施方式中，第二锂盐包括二氟草酸硼酸锂LiDFOB和双草酸硼酸锂LiBOB中的至少一种。

在一些实施方式中，电解液还包括第一添加剂，第一添加剂包括二氟磷酸锂。二氟磷酸锂能够促进第一锂盐快速成膜，而且能够使得膜层组分得以优化，膜层阻抗降低。

在一些实施方式中，基于电解液的总质量，二氟磷酸锂的质量含量与第一锂盐的质量含量的比值为（0.05至0.5）：1。二氟磷酸锂和第一锂盐的质量含量的比值在上述范围时，二氟磷酸锂促进第一锂盐成膜的作用较为显著，且能够和第二锂盐配合，形成稳定性较高且阻抗较低的膜层；而且电解液体系中粘度不会过高，所形成的膜层不会过厚，阻抗较小。

在一些实施方式中，基于电解液的总质量，二氟磷酸锂与第二锂盐的总质量含量≤6%。本申请实施方式中二氟磷酸锂和第二锂盐的总质量含量在上述范围时，二氟磷酸锂能够有效降低电池体系中初始DCR，第二锂盐能够改善电池体系中DCR的增长。

在一些实施方式中，基于电解液的总质量，二氟磷酸锂的质量含量为0.5%至3.5%；可选为1%至2%；可选为1.2%至1.6%。

在一些实施方式中，含锂材料包括M元素，M包括B、Mg、Al、Ti、V、Si、P、S、Ca、Sc、Cr、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Yb、La和Ce中的至少一种。含锂材料中含有上述含量的M元素，M元素至少能够在含锂材料内部形成局域快离子导体相，加快锂离子在材料内部的传输，能够改善工作状态下的循环性能。

在一些实施方式中，M包括Mg、Al、Ti、V和Zn中的至少一种，M元素相对于含锂材料总质量的质量含量为100ppm至2000ppm。

在一些实施方式中，含锂材料包括核部和碳包覆层，核部包括含锂颗粒，碳包覆层设置于核部的至少部分外表面；电解液还包括有机溶剂，有机溶剂包括第一溶剂，第一溶剂的粘度不超过0.8Pa·s。

由此，本申请实施方式中含锂材料通过碳包覆层进行包覆改性，能够提升含锂材料的导电性，改善工作状态下的循环性能；但是由于碳包覆层的致密包覆，可能会导致电解液对含锂材料的核部浸润不良，恶化高温循环下的DCR增长；而本申请实施方式配合低粘度的有机溶剂体系，能够改善电解液对含锂材料的浸润性能，降低高温循环下的DCR增长。

在一些实施方式中，第一溶剂包括碳酸二甲酯DMC、碳酸甲乙酯EMC、乙酸乙酯EA、乙二醇单丙醚EP、丙烯酸甲酯MA和丙酸丙酯PP中的至少一种。

在一些实施方式中，有机溶剂还包括第二溶剂，有机溶剂还包括碳酸乙烯酯EC和碳酸丙烯酯PC中的至少一种。

在一些实施方式中，基于含锂材料的总质量，碳包覆层的质量含量为1.0%至1.5%；基于电解液的总质量，有机溶剂的质量含量≥45%；可选为60%至91%。碳包覆层的质量含量与有机溶剂的质量含量在上述范围时，能够兼顾改善电池单体工作状态下的循环性能和高温循环下的DCR增长。

在一些实施方式中，所述电解液包括有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯DMC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸乙烯酯EC和碳酸丙烯酯PC，碳酸二甲酯DMC相对于所述电解液的质量含量为39%至45%；碳酸甲乙酯EMC相对于所述电解液的质量含量为16%至20%；碳酸乙烯酯EC相对于所述电解液的质量含量为16%至21%；碳酸丙烯酯PC相对于所述电解液的质量含量为4%至8%。该溶剂体系和上述锂盐体系配合，能够进一步降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率。

在一些实施方式中，含锂材料包括第一颗粒和第二颗粒，第一颗粒的粒径大于预设粒径，第二颗粒的粒径小于等于预设粒径；可选地，第一颗粒和第二颗粒各自独立地包括单颗粒和多个单颗粒团聚形成的团聚颗粒中的至少一种；可选地，预设粒径为含锂材料的平均粒径；可选地，所述预设粒径为0.7μm至1μm中的任一数值；例如，预设粒径为1μm。含锂材料由大颗粒和小颗粒混合得到，颗粒与颗粒之间的接触面积较大，颗粒之间能够形成较好的电子和离子通路，有利于改善电池单体工作状态下的循环性能。

在一些实施方式中，含碳材料的体积分布粒度D_v99为25μm至50μm；可选为30μm至45μm。满足上述范围的含碳材料的粒径相对较大，比表面积小，和电解液接触的面积相对较小，能够减少副反应，改善工作状态下的循环寿命。

在一些实施方式中，电解液还包括第二添加剂，第二添加剂包括氟代碳酸乙烯酯FEC和碳酸亚乙烯酯VC中的至少一种；电解液中添加第二添加剂，第二添加剂搭配大粒径的人造石墨，有利于兼顾改善循环寿命和高温循环的DCR增长。

在一些实施方式中，基于电解液的总质量，第二添加剂的质量含量为0.5%至2.5%。

在一些实施方式中，单侧所述正极膜层的压实密度为2.1g/cm³至2.4g/cm³；正极膜层的压实密度满足上述范围时，能够在满足正极极片合适克容量的情况下，能够兼顾正极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在正极膜层中的迁移速率和迁移路径，提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施方式中，单侧所述负极膜层的压实密度可以为1.0g/cm³至1.3g/cm³。负极膜层的压实密度满足上述范围时，能够在满足负极极片合适克容量的情况下，能够兼顾负极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在负极膜层中的迁移速率和迁移路径，提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施方式中，单侧所述正极膜层的面密度为0.26g/1540.25mm²至0.29g/1540.25mm²；正极膜层的面密度满足上述范围时，能够在满足正极极片合适克容量的情况下，能够兼顾正极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在正极膜层中的迁移速率和迁移路径，提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施方式中，单侧所述负极膜层的面密度为0.12g/1540.25mm²至0.14g/1540.25mm²。负极膜层的面密度满足上述范围时，能够在满足负极极片合适克容量的情况下，能够兼顾负极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在负极膜层中的迁移速率和迁移路径；而且负极膜层和正极膜层配合，使得由正极膜层中脱出的锂离子能够快速嵌入负极膜层中，进一步提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施方式中，单侧所述正极膜层的厚度H₁与单侧所述负极膜层的厚度H₂满足：0.9≤H₁/H₂≤1.3，且70μm≤H₁≤85μm，或70μm≤H₂≤90μm。上述膜层的厚度满足上述范围时，极片为厚涂布，负极膜层和正极膜层配合，使得由正极膜层中脱出的锂离子能够快速嵌入负极膜层中，进一步提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施方式中，隔离膜中有机基膜的厚度大于等于13.5μm，且小于等于19.5μm；可选地，隔离膜中有机基膜的厚度为大于等于15μm，且小于等于18μm。隔离膜中有机基膜的厚度在上述范围时，隔离膜的厚度不会过厚，锂离子在液相中的传输路径相对较短，而且锂离子的传输阻碍相对较小，传输更为平稳，能够加快传输速率，有利于提升电池单体的快速充电性能。而且隔离膜的厚度不会过薄，能够提升隔离膜的耐热性能和循环稳定性。

在一些实施方式中，隔离膜为有机基膜。有机基膜的离子传输阻力较小，有利于提升电池单体的快速充电性能。

第二方面，本申请还提出了一种电池，电池包括如本申请第一方面任一实施方式的电池单体。

第三方面，本申请还提出了一种用电装置，包括如本申请第三方面任一实施方式的电池。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例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例，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示意图。

图2是图1的电池单体的实施方式的分解示意图。

图3是本申请的电池模块的一实施方式的示意图。

图4是本申请的电池包的一实施方式的示意图。

图5是图4所示的电池包的实施方式的分解示意图。

图6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。

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。

具体实施方式

以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的电池单体、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至120和80至110的范围，理解为60至110和80至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至3、1至4、1至5、2至3、2至4和2至5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a至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至5”表示本文中已经全部列出了“0至5”之间的全部实数，“0至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。

家庭储能产品可以在本地存储电力，用于后续使用；其主要是利用可充电电池（电池单体）进行充电和放电循环。相比车用电池，用户对家庭储能产品的使用时间要求较高，因此对储能电池的储能效率要求提高。但是，在非洲等太阳能资源丰富的高温地带，申请人发现，高温环境下电池单体的储能效率却不高，不仅降低电池储能效率，也无法满足客户的需求。

鉴于上述问题，本申请实施方式提出了一种电池单体，该电池单体采用橄榄石结构的含锂材料作为正极活性材料，采用层状结构的含碳材料作为负极活性材料，配合使用特定组成的电解液，能够显著降低电池在高温下的循环DCR增长，提升储能效率。

接下来对本申请实施方式的技术方案进行详细说明。

电池单体

本申请实施方式第一方面提供一种电池单体。

电池单体包括正极极片、负极极片和电解液以及隔离膜，正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体至少一侧的正极膜层，正极膜层包括橄榄石结构的含锂材料；负极极片包括负极集流体和设置于负极集流体至少一侧的负极膜层，负极膜层包括层状结构的含碳材料；电解液包括锂盐，锂盐包括第一锂盐和第二锂盐，第一锂盐分子中氟原子的质量含量≥38%；第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位≥1.2V，且第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位大于第一锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位，其中，第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值为（2至4）：1，第一锂盐的质量含量为6%至8.5%。

本申请实施方式的电池单体优选为储能电池单体，正极活性材料为橄榄石结构的含锂材料，橄榄石结构的含锂材料的晶格稳定性较好，锂离子的嵌入和脱出对含锂材料的晶格影响较小，使得含锂材料具有良好的可逆性，故正极活性材料的循环稳定性较好。但是，相较于正极活性材料，锂离子的嵌入和脱出却对具有层状结构的含碳材料例如人造石墨片层相结构影响更为显著，尤其是过万次的循环过程中，多次的收缩和/或膨胀使得石墨表面的SEI膜更加容易破裂，电解液与人造石墨直接接触发生副反应。尤其是在高温循环的条件下，高温又会加剧SEI膜向电解液中溶解，致使SEI膜结构进一步破坏，加剧副反应产生，加剧循环DCR增长，降低电池单体的储能效率。本申请的电池通过配合使用包括第一锂盐和第二锂盐的电解液，使第一锂盐和第二锂盐的相对含量满足合理范围，能够显著改善SEI膜的性能，对负极活性材料起到良好的防护作用，降低负极活性材料和电解液发生副反应导致的阻抗恶化的风险，能够降低高温循环的DCR增长，提升储能效率。

推测作用机理可能如下：第一锂盐分子中氟原子的质量含量相对较高（大于等于38%），有助于优化负极活性材料表面的SEI膜组分，在负极活性材料表面形成富含氟化锂LiF的SEI膜，使得SEI膜的热稳定性和电化学稳定性得到提升，能够对负极活性材料起到良好的防护作用。但是由于氟化锂的硬度较高，使得膜的柔韧性较差，在电池单体循环充放电过程中可能会使SEI膜发生破损，而第二锂盐具有高于第一锂盐的还原电位，其相对于Li/Li⁺的还原电位≥1.2V，能够优于第一锂盐在负极活性材料表面成膜，可以有效缓解SEI膜因含氟量较多导致硬度高容易破损的问题，有效提升SEI膜的稳定性，进一步提升对负极活性材料的防护作用，降低负极活性材料和电解液副反应，降低高温循环的DCR增长，提升储能效率。

经研究发现，第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值小于2:1时，第一锂盐参与成膜的含量较低，不利于形成含氟量较高的SEI膜，使得SEI膜的热稳定性和电化学稳定性不能有效提升，故即使此时第二锂盐的含量较高，也无法避免SEI在高温下溶解破损的风险。第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值大于4:1时，电解液参与形成的SEI膜的含氟量过高，SEI膜硬度过高，负极活性材料多次的收缩和/或膨胀使得SEI膜容易开裂，并且此时第二锂盐含量较低，无法改善SEI膜硬度较大的问题，SEI膜仍有破损的风险，不利于SEI膜稳定性的提升。

由此，本申请实施方式调控第一锂盐的质量含量为6%至8.5%，第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值为（2至4）：1，能够有效调控SEI膜的组分，并提升SEI膜的稳定性，并提升SEI膜对负极活性材料的防护效果，降低负极活性材料和电解液发生副反应导致的阻抗恶化的风险，能够降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率。

电池单体还包括隔离膜，隔离膜中有机基膜的厚度大于13μm且小于20μm，上述隔离膜配合特定范围的第一锂盐和第二锂盐，能够有效降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率。

可选地，第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值为（2至4）：1；可选为（2.5至4）：1。满足上述范围时，能够进一步提升SEI膜的稳定性，并提升SEI膜对负极活性材料的防护效果。

示例性地，第一锂盐的质量含量与第二锂盐的质量含量的比值可以为2.0：1、2.1：1、2.2：1、2.3：1、2.4：1、2.5：1、2.6：1、2.7：1、2.8：1、2.9：1、3.0：1、3.1：1、3.2：1、3.3：1、3.4：1、3.5：1、3.6：1、3.7：1、3.8：1、3.9：1、4.0：1或是上述任意两个数值组成的范围。

本申请实施方式通过对第一锂盐和第二锂盐中至少一者的含量进一步选择，能够更进一步改善SEI膜的稳定性，并提升SEI膜对负极活性材料的防护效果。

在一些实施方式中，第一锂盐相对于电解液总质量的质量含量为6%至8.5%，可选为6%至8%。由于第一锂盐分子中含氟量相对较高，在循环过程中容易形成氢氟酸HF，而氢氟酸可能导致橄榄石结构的含锂材料中过渡金属元素的溶出，不利于循环性能的提升；而本申请实施方式中第一锂盐的质量含量满足上述范围，能够有效减少氢氟酸的生成，有助于循环性能的提升；而且第一锂盐的质量含量在上述范围时，有利于第一锂盐在负极活性材料表面形成富含氟化锂的SEI膜，能够进一步改善SEI膜的热稳定性和电化学稳定性，有利于对负极活性材料起到良好的防护作用，提升负极活性材料的循环寿命。

示例性地，第一锂盐相对于电解液总质量的质量含量可以为6.0%、6.1%、6.2%、6.3%、6.4%、6.5%、6.6%、6.7%、6.8%、6.9%、7.0%、7.1%、7.2%、7.3%、7.4%、7.5%、7.6%、7.7%、7.8%、7.9%、8.0%、8.1%、8.2%、8.3%、8.4%、8.5%或是上述任意两个数值组成的范围。

示例性地，第二锂盐相对于电解液总质量的质量含量为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、0.95%、0.98%、1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、1.91、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3%或是上述任意两个数值组成的范围。

第一锂盐分子式中氟原子的质量含量≥38%，且＜100%，有利于在负极活性材料表面形成富含氟化锂的SEI膜。第一锂盐分子式中氟原子的质量含量是指基于第一锂盐分子式的总质量为计算基准，计算氟原子的质量含量。

示例性地，第一锂盐可以包括六氟磷酸锂LiPF₆、四氟硼酸锂LiBF₄、六氟砷酸锂AsF₆Li和双三氟甲基磺酰亚胺锂LiTFSI中的至少一种。

可选地，第一锂盐中六氟磷酸锂LiPF₆的质量含量可以大于其他锂盐的质量含量。

可选地，第一锂盐分子式中氟原子的质量含量≥70%，上述第一锂盐中氟原子的含量相对较高，能够提升SEI膜中所形成的氟化锂的含量，进一步提升SEI膜的热稳定性和电化学稳定性。示例性地，第一锂盐可以包括六氟磷酸锂LiPF₆和四氟硼酸锂LiBF₄中的至少一种；进一步可选地，第一锂盐可以包括六氟磷酸锂LiPF₆。

示例性地，第一锂盐分子式中氟原子的质量含量可以为38%、38.5%、39.7%、40%、40.5%、41%、41.5%、42%、42.5%、43%、43.5%、44%、44.5%、45%、45.5%、46%、46.5%、47%、47.5%、48%、48.5%、49%、49.5%、50%、50.5%、51%、51.5%、52%、52.5%、53%、53.5%、54%、54.5%、55%、56%、57%、57.5%、58%、58.5%、59%、59.5%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%或是上述任意两个数值组成的范围。

第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位≥1.2V，可选地，第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位为1.2V至1.9V；可选为1.2V至1.8V；可选为1.5V至1.8V；第二锂盐的还原电位较高，能够优先在负极活性材料表面成膜。

可选地，第二锂盐包括二氟草酸硼酸锂LiDFOB、双草酸二氟磷酸锂LiDFOP、四氟草酸磷酸锂LiTFOP和双草酸硼酸锂LiBOB中的至少一种；进一步可选地，第二锂盐包括二氟草酸硼酸锂LiDFOB和双草酸硼酸锂LiBOB中的至少一种。含硼的第二锂盐在负极活性材料表面优先形成含硼的SEI膜，硼元素和氟元素能够发生相互作用在负极活性材料表面形成硼和氟的复合物，有利于诱导第一锂盐在负极活性材料表面快速成膜，而且所形成的膜层致密性和稳定性更强，能够进一步提升对负极活性材料的防护作用，降低负极活性材料和电解液之间的副反应，从而降低高温循环DCR。

在本申请实施方式中，第二锂盐的还原电位为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，以二氟草酸硼酸锂LiDFOB为例，检测其相对于Li/Li⁺的还原电位；具体地，

步骤（1）电解液的配置：在充满氮气气氛的手套箱中配置电解液，控制水分和氧在5ppm以下，将碳酸乙烯酯EC和碳酸甲乙酯EMC按照质量比3：7进行混合，再加入的LiPF₆配成Base电解液；在Base电解液中加入LiDFOB，得到实验用的电解液，其中，LiPF₆的质量含量为12.5%，LiDFOB的质量含量为1%。如检测其他锂盐，将LiDFOB替换为其他锂盐即可。

步骤（2）扣式电池的制备：在充满氮气气氛的手套箱中，将正极极片放置于正极壳中央，加入步骤（1）配置的电解液（Base电解液或实验用的电解液），正极极片可以采用实施例1中正极极片的制备；将隔离膜PP从正极极片的一边贴到另一边，并使得隔离膜被电解液完全浸润，基本无气泡；将锂片与负极壳一起倒扣在正极壳上，压紧，之后采用密封膜将电池封口，制备CR2025扣式电池。

步骤（3）还原电位的测试：在25℃的恒温房内，使用充放电仪进行测试。以0.05C/s的扫速，从3.0V放电至0V。并对数据做Dq/Dv曲线，对比Base组观测有无新增峰，及峰的位置，新增峰中峰值最高处所对应的电压值为还原电位。

在一些实施方式中，电解液还包括第一添加剂，第一添加剂包括二氟磷酸锂；基于电解液的总质量，二氟磷酸锂的质量含量与第一锂盐的质量含量的比值为（0.05至0.5）：1；可选为（0.1至0.25）：1。

二氟磷酸锂能够促进第一锂盐快速成膜，而且能够使得膜层组分得以优化，膜层阻抗降低。尤其是二氟磷酸锂和第一锂盐的质量含量的比值在上述范围时，二氟磷酸锂促进第一锂盐成膜的作用较为显著，且能够和第二锂盐配合，形成稳定性较高且阻抗较低的膜层；而且电解液体系中粘度不会过高，所形成的膜层不会过厚，阻抗较小。

示例性地，二氟磷酸锂的质量含量与第一锂盐的质量含量的比值可以为0.05：1、0.06：1、0.07：1、0.08：1、0.09：1、0.1：1、0.2：1、0.3：1、0.4：1、0.5：1或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，基于电解液的总质量，二氟磷酸锂与第二锂盐的总质量含量≤6%；可选为大于0小于等于4.5%；可选为2.4%至4.2%。

本申请实施方式中二氟磷酸锂和第二锂盐的总质量含量在上述范围时，二氟磷酸锂能够有效降低电池体系中初始DCR，第二锂盐能够改善电池体系中DCR的增长，因此，二氟磷酸锂与第二锂盐的配合作用使得电池整体的DCR保持在较低的水平，确保电池全生命周期的DCR不会过高；而且电解液体系粘度不高，所形成的SEI膜层不会过厚，阻抗较小。

示例性地，二氟磷酸锂与第二锂盐的总质量含量可以为0.05%、1%、1.5%、2%、2.4%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.2%、4.5%、5%、5.5%、6%或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，基于电解液的总质量，二氟磷酸锂的质量含量为0.5%至3.5%；可选为0.5%至1.5%。

示例性地，二氟磷酸锂的质量含量可以为0.5%至3.5%；可选为1%至2%；可选为1.2%至1.6%。

例如，二氟磷酸锂的质量含量为0.5%、0.8%、1.0%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，电解液还包括第二添加剂，第二添加剂包括氟代碳酸乙烯酯FEC和碳酸亚乙烯酯VC中的至少一种；可选地，第二添加剂包括氟代碳酸乙烯酯FEC和碳酸亚乙烯酯VC。氟代碳酸乙烯酯FEC能够显著降低高温循环DCR，但是改善循环寿命的作用甚微；碳酸亚乙烯酯VC能够显著改善循环寿命，但是其可能会增加高温循环DCR；在二者共同添加至电解液中时，能够兼顾提升电池单体的循环寿命和降低阻抗。

可选地，基于电解液的总质量，第二添加剂的质量含量为0.5%至2.5%。第二添加剂的质量含量在上述范围时，能够有效提升电池单体的循环寿命和降低循环阻抗。

示例性地，第二添加剂的质量含量可以为0.5%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.1%、2.2%、2.3%、2.4%、2.5%或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，电解液还包括有机溶剂，有机溶剂的粘度不超过0.8Pa·s。第一溶剂的粘度相对较低，有利于降低电解液的粘度。

示例性地，有机溶剂的粘度小于等于0.8Pa·s，例如，0.1Pa·s、0.2Pa·s、0.3Pa·s、0.4Pa·s、0.5Pa·s、0.6Pa·s、0.7Pa·s、0.8Pa·s或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，基于电解液的总质量，有机溶剂的质量含量为30%至60%。有机溶剂的质量含量在上述范围时，使得电解液体系的粘度不会过高。

示例性地，有机溶剂的质量含量可以为30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、36.4%、37%、38%、39%、40%、40.4%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、50.4%、51%、52%、52.5%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，有机溶剂可以包括碳酸二甲酯DMC、乙酸乙酯EA、乙二醇单丙醚EP、丙烯酸甲酯MA和丙酸丙酯PP中的至少一种。

本申请中各物质或各元素的定性及其定量可以用本领域技术人员已知的合适的设备和方法进行检测，相关检测方法可以参考国内外检测标准、国内外企业标准等，并且本领域技术人员也可以从检测准确性角度出发适应性改变某些检测步骤/仪器参数等，以获得更加准确的检测结果。可以使用一种检测方法定性或定量，也可以联合使用几种检测方法定性或定量测定。

在本申请实施方式中，电解液中无机成分/锂盐浓度的种类和含量为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如可以参考标准JY/T020-1996《离子色谱分析方法通则》通过离子色谱分析方法对电解液中的无机成分/锂盐浓度进行定性或定量分析。本申请的实施方式中可以取新制备的电解液作为样品，或者反向拆解已经放完电（放电到下限截止电压使得电池的带电状态约为0%SOC）的电池，从电池中获取的游离电解液作为样品，采用离子色谱分析方法进行检测。

在本申请实施方式中，电解液中有机成分的种类和含量为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如可以参考GB/T9722-2006《化学试剂气相色谱法通则》通过气相色谱法对电解液中的有机成分进行定性和定量分析。本申请的实施方式中可以取新制备的电解液作为样品，或者反向拆解已经放完电（放电到下限截止电压使得电池的带电状态约为0%SOC）的电池，从电池中获取的游离电解液作为样品，采用离子色谱分析方法进行检测。

再比如，以液相核磁色谱（NMR）测试电解液中某添加剂的成分，以检测二氟磷酸锂和六氟磷酸锂为例，在氮气手套箱中，准备1个7ml玻璃瓶，在玻璃瓶中加入5ml核磁试剂预混液，在氮气气氛手套箱中室温20~25℃静置24h，使得极片和隔离膜中的电解液扩散到核磁预混液中，从而得到核磁测试样品。核磁预混液包括100ml氘代乙腈加入3ml三氟甲基苯C₇H₅F₃，以上核磁试剂预混液提前用分子筛4A预干燥（100ml核磁试剂预混液加入15g新开的4A分子筛在室温20~25℃下，在氮气手套箱中干燥超过30天）。采用19F NMR测量（核磁（NMR）：Bruker Avance 400HD）。

为了识别和量化各个物种，在翻转角度和扫描时间方面，采用了如下设置。

氟谱测试脉冲序列：2gfhigqn.2；

延迟时间：1秒；

扫描次数：16次。

基于F-NMR中三氟甲基苯和LiPF₆两物质的信号峰积分强度计算两者的相对含量，计算方法：

PF₆ ^-相对含量=(I_PF6 ^-×M_PF6 ^-/6)/(I_CF3ph×M_CF3ph/3)，其中，I为相应的核磁峰面积，M为相应的相对分子质量，然后根据六氟磷酸根与锂离子的摩尔配比关系计算六氟磷酸锂在电解液中的含量。

基于F-NMR中三氟甲基苯和PO₂F₂ ^-两物质的信号峰积分强度计算两者的相对含量，计算方法：

PO₂F₂ ^-相对含量=(I_PO2F2-×M_PO2F2-/2)/(I_CF3ph×M_CF3ph/3)，其中，I为相应的核磁峰面积，M为相应的相对分子质量，然后根据二氟磷酸根与锂离子的摩尔配比关系计算二氟磷酸锂在电解液中的含量。

在一些实施方式中，本申请提及的电解液中的各类溶质或溶剂，既包括在制备电解液时主动添加的物质，也包括在电解液制备过程中或由电解液制备成电池的过程中或包含电解液的电池在存储或使用过程中由某种/些电解液中已经存在的物质衍生而来的物质。

在一些实施方式中，电解液的保液系数为4.0g/Ah至5.0g/Ah。

电池单体的保液系数能够反映电解液的保液能力，电池单体的保液系数在上述范围时，电解液能够对正极极片和负极极片起到较好的浸润作用，而且能够提升锂离子在液相中的迁移速率，有利于提升电池单体的快速充电能力。

示例性地，电池的保液系数可以为4.0g/Ah、4.1g/Ah、4.2g/Ah、4.3g/Ah、4.4g/Ah、4.5g/Ah、4.6g/Ah、4.7g/Ah、4.8g/Ah、4.9g/Ah、5.0g/Ah或是上述任意两个数值组成的范围。

在本申请实施方式中，电池单体的保液系数为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如可以按照GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》，在25℃下，将电池单体以1C充电到3.6V，然后再以1C放电到2.5V，得到放出的容量C作为分母；将电池单体称重为M0，然后拆解出正极极片、负极极片和隔离膜和电解液，其中游离电解液存在外壳/袋子中，将上述所有的固体组件放入60℃烘箱烘烤4小时以上（包括但不仅是正极极片、负极极片、隔离膜，还包括所拆解电池单体的其他贡献M₀的机械件），然后再对电池单体所有组件称重M1，其中M0与M1的重量差作为分子。保液系数等于容量C除以M0与M1的重量差得到的值。

[正极极片]

在一些实施方式中，正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一侧且包括正极活性材料的正极膜层。例如，正极集流体具有在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的两个相对表面中的任意一者或两者上。

在一些实施方式中，单侧正极膜层的压实密度为2.1g/cm³至2.4g/cm³，例如，2.10g/cm³、2.15g/cm³、2.20g/cm³、2.25g/cm³、2.30g/cm³、2.35g/cm³、2.4g/cm³或是上述任意两个数值组成的范围。正极膜层的压实密度满足上述范围时，能够在满足正极极片合适克容量的情况下，能够兼顾正极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在正极膜层中的迁移速率和迁移路径，提升电池单体的快速充电性能。

配合上述正极膜层的压实密度，单侧负极膜层的压实密度可以为1.0g/cm³至1.3g/cm³；负极膜层的压实密度满足上述范围时，能够在满足负极极片合适克容量的情况下，能够兼顾负极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在负极膜层中的迁移速率和迁移路径；而且负极膜层和正极膜层配合，使得由正极膜层中脱出的锂离子能够快速嵌入负极膜层中，进一步提升电池单体的快速充电性能。

在本申请实施方式中，单侧正极膜层的压实密度为本领域公知的含义，可采用本领域已知的方法测试。例如取单面涂布且经冷压后的正极极片(若是双面涂布的正极极片，可先擦拭掉其中一面的正极膜片)，冲切成面积为S1的小圆片，称其重量，记录为M1。然后将上述称重后的正极极片的正极膜层擦拭掉，称量正极集流体的重量，记录为M0，正极膜层的面密度＝(正极极片的重量M1-正极集流体的重量M0)/S1，正极膜层的压实密度＝正极膜层的面密度/正极膜层的厚度。单侧负极膜层的压实密度测试过程如单侧正极膜层的压实密度的测试过程，在此不再赘述。

在一些实施方式中，单侧正极膜层的面密度为0.26g/1540.25mm²至0.29g/1540.25mm²，例如，0.260g/1540.25mm²、0.265g/1540.25mm²、0.270g/1540.25mm²、0.275g/1540.25mm²、0.280g/1540.25mm²、0.285g/1540.25mm²、0.290g/1540.25mm²或是上述任意两个数值组成的范围。正极膜层的面密度满足上述范围时，能够在满足正极极片合适克容量的情况下，能够兼顾正极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在正极膜层中的迁移速率和迁移路径，提升电池单体的快速充电性能。

配合上述正极膜层的面密度，单侧负极膜层的面密度为0.12g/1540.25mm²至0.14g/1540.25mm²；负极膜层的面密度满足上述范围时，能够在满足负极极片合适克容量的情况下，能够兼顾负极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在负极膜层中的迁移速率和迁移路径；而且负极膜层和正极膜层配合，使得由正极膜层中脱出的锂离子能够快速嵌入负极膜层中，进一步提升电池单体的快速充电性能。

在本申请实施方式中，单侧正极膜层的面密度为本领域公知的含义，可采用本领域已知的方法测试。面密度=单侧正极膜层重量/单侧正极膜层面积，其中由于正极集流体两面可能都具有正极膜层，单侧正极膜层重量=（极片平均重量-集流体平均重量）/2。压实密度=面密度/正极膜层平均厚度，其中由于正极集流体两面都具有正极膜层，正极膜层平均厚度=(极片平均厚度-集流体平均厚度）/2。

这里的“平均”可以是平行测试5次后取平均值。

在一些实施方式中，单侧正极膜层的厚度H₁与单侧负极膜层的厚度H₂满足：0.9≤H₁/H₂≤1.3，例如，H₁/H₂可以为0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、1、1.05、1.10、1.15、1.20、1.25、1.3或是上述任意两个数值组成的范围。上述极片为厚涂布极片，由于锂离子在负极膜层中负极活性材料和正极膜层中正极活性材料的迁移速率存在差异，因此，本申请实施方式调控负极膜层的厚度和正极膜层的厚度满足上述范围时，使得由正极膜层中脱出的锂离子能够快速嵌入负极膜层中，进一步提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施方式中，单侧正极膜层的厚度H₁满足：70μm≤H₁≤85μm，例如，70μm、72μm、75μm、78μm、80μm、82μm、85μm或是上述任意两个数值组成的范围。

正极膜层包括正极活性材料，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括橄榄石结构的含锂材料。

在一些实施方式中，橄榄石结构的含锂材料可以包括磷酸铁锂类材料、磷酸锰锂类材料、磷酸镍锂类材料中的至少一种。可选地，橄榄石结构的含锂材料可以包括磷酸铁锂类材料，磷酸铁锂类材料的晶格稳定性较好，循环稳定性较好。

在一些实施方式中，橄榄石结构的含锂材料可以包括M元素；M包括B、Mg、Al、Ti、V、Si、P、S、Ca、Sc、Cr、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Yb、La、Ce中的至少一种；X包括S、Si、Cl、B、C、N中的至少一种；上述材质较为稳定，能够有效提升电池体系的循环寿命。M元素可以设置于含锂材料的表面，起到包覆作用，提高含锂材料的结构稳定性；或者位于含锂材料的晶相中，稳定晶格结构；也可以同时位于含锂材料的表面，和位于含锂材料的晶相中。在对含锂材料进行检测时，能够检测出M元素，即认为含锂材料包括M元素。示例性地，橄榄石结构的含锂材料可以为磷酸铁锂类材料，磷酸铁锂类材料包括上述M元素。

在一些实施方式中，M包括Mg、Al、Ti、V和Zn中的至少一种，可选为Al。M元素相对于含锂材料总质量的质量含量为100ppm至2000ppm；可选为300ppm至500ppm。含锂材料中含有上述含量的M元素，M元素至少能够在含锂材料内部形成局域快离子导体相，加快锂离子在材料内部的传输，能够改善工作状态下的循环性能。

示例性地，M元素可以包括Mg、Al、Ti、V和Zn中的至少一种，上述M元素可以设置于含锂材料的表面，起到包覆作用，提高含锂材料的结构稳定性；或者位于含锂材料的晶相中，稳定晶格结构；也可以同时位于含锂材料的表面，和位于含锂材料的晶相中。

示例性地，M元素的质量含量可以为100ppm、200ppm、300ppm、400ppm、450ppm、500ppm、600ppm、700ppm、800ppm、900ppm、1000ppm、1100ppm、1200ppm、1300ppm、1400ppm、1500ppm、1600ppm、1700ppm、1800ppm、1900ppm、2000ppm或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，含锂材料包括包括核部和碳包覆层，核部包括含锂颗粒，碳包覆层设置于核部的至少部分外表面；在此实施方式中，电解液包括第一溶剂，第一溶剂的粘度不超过0.8Pa·s。示例性地，含锂颗粒可以为磷酸铁锂颗粒。

橄榄石结构的含锂材料通过碳包覆层进行包覆改性，能够提升橄榄石结构的含锂材料的导电性，改善工作状态下的循环性能；但是由于碳包覆层的致密包覆，可能会导致电解液对橄榄石结构的含锂材料的核部浸润不良，恶化高温循环下的DCR增长；而本申请实施方式配合低粘度的有机溶剂体系，能够改善电解液对橄榄石结构的含锂材料的浸润性能，降低高温循环下的DCR增长。

示例性地，第一溶剂包括碳酸二甲酯DMC、碳酸甲乙酯EMC、乙酸乙酯EA、乙二醇单丙醚EP、丙烯酸甲酯MA和丙酸丙酯PP中的至少一种。

在一些实施方式中，基于橄榄石结构的含锂材料的总质量，碳包覆层的质量含量为1.0%至1.5%；基于电解液的总质量，有机溶剂的质量含量≥45%；可选为60%至91%。碳包覆层的质量含量与有机溶剂的质量含量在上述范围时，能够兼顾改善电池单体工作状态下的循环性能和高温循环下的DCR增长。在有机溶剂包括第一溶剂和第二溶剂的情况下，有机溶剂的质量含量为第一溶剂和第二溶剂的总质量含量，例如所述有机溶剂包括碳酸二甲酯DMC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸乙烯酯EC和碳酸丙烯酯PC。

示例性地，碳包覆层的质量含量可以为1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%或是上述任意两个数值组成的范围；有机溶剂的质量含量可以为30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、36.4%、37%、38%、39%、40%、40.4%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、50.4%、51%、52%、52.5%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，橄榄石结构的含锂材料包括第一颗粒和第二颗粒，第一颗粒的粒径大于预设粒径，第二颗粒的粒径小于等于预设粒径。示例性地，磷酸铁锂类材料包括第一颗粒和第二颗粒。

可选地，预设粒径可以为橄榄石结构的含锂材料的平均粒径，预设粒径为定值，例如0.7μm至1μm中的任一数值，例如1μm；平均粒径为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如可以取新鲜制备的正极极片，或者反向拆解已经放完电（放电到下限截止电压使得电池的带电状态约为0%SOC）的电池，从电池中获取正极极片进行干燥；然后将正极极片中的正极膜层从正极集流体上刮下作为测试样品，橄榄石结构的含锂材料作为样品，采用扫描电子显微镜SEM观察SEM图谱，例如，在SEM图中随机挑选100个颗粒，分别测量100个颗粒的粒径，可以将颗粒的最长径作为粒径，然后计算最长径的平均值作为预设粒径。在本申请实施方式中，通过采用预设粒径的概念将颗粒分为大小两类颗粒，超过预设粒径的大颗粒作为第一颗粒，小于等于预设粒径的小颗粒作为第二颗粒。

磷酸铁锂类材料包括大颗粒磷酸铁锂和小颗粒磷酸铁锂，磷酸铁锂类材料的粒径分布较宽，大小颗粒的混合使得颗粒与颗粒之间的接触面积较大，颗粒之间能够形成较好的电子和离子通路，有利于改善电池单体工作状态下的循环性能。

在一些实施方式中，基于第一颗粒和第二颗粒的总颗粒数量计，第一颗粒的数量占比和第二颗粒的数量占比的比值为0.5：1至2：1，例如0.5：1、0.6：1、0.7：1、0.8：1、0.9：1、1：1、1.2：1、1.3：1、1.5：1、1.6：1、1.8：1、2：1或是上述任意两数值组成的范围。大小颗粒的数量占比在上述范围内，使得颗粒与颗粒之间的接触面积较大，颗粒之间能够形成较好的电子和离子通路，有利于改善电池单体工作状态下的循环性能。

在一些实施方式中，第一颗粒包括单颗粒和多个单颗粒团聚形成的团聚颗粒中的至少一种。单颗粒是指独立的一个颗粒，团聚颗粒是指由两个以上独立的颗粒团聚形成的颗粒。单颗粒和团聚颗粒的混合使用，也能够提升颗粒与颗粒之间的接触面积，在颗粒间形成较好的电子和离子通路，进一步改善电池单体工作状态下的循环性能。

在一些实施方式中，第二颗粒各自独立地包括单颗粒和多个单颗粒团聚形成的团聚颗粒中的至少一种。

在本申请实施方式中，正极活性材料中元素的含量为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如，参考EPA 6010D-2014，通过电感耦合等离子体原子发射光谱法测试，采用等离子体原子发射（ICP-OES，仪器型号：Thermo ICAP7400）进行测定。首先称取0.4g正极活性材料，向其中加入10ml(50%浓度)王水。然后放置在180℃平板上30min。在平板上消解后，定容至体积100mL，采用标准曲线法进行定量测试。

在一些实施方式中，基于正极膜层的总质量，橄榄石结构的含锂材料的质量含量为大于等于85%小于100%。例如，橄榄石结构的含锂材料的质量含量可以为85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括正极导电剂。本申请实施方式对正极导电剂的种类没有特别的限制，作为示例，正极导电剂包括超导碳、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，基于正极膜层的总质量，正极导电剂的质量含量为≤5%。

在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括正极粘结剂。本申请实施方式对正极粘结剂的种类没有特别的限制，作为示例，正极粘结剂可包括聚偏二氟乙烯（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-六氟丙烯共聚物和含氟丙烯酸酯类树脂中的至少一种。在一些实施方式中，基于正极膜层的总质量，正极粘结剂的质量含量为≤5%。

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。作为金属箔片的示例，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层以及形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属材料层。作为示例，金属材料层的金属材料可包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的至少一种。作为示例，高分子材料基层可包括聚丙烯、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。

正极膜层通常是将正极浆料涂布在正极集流体上，经干燥、冷压而成的。正极浆料通常是将正极活性材料、可选的导电剂、可选的粘结剂以及任意的其他组分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），但不限于此。

[负极极片]

电池单体还包括负极极片。

在一些实施方式中，负极极片包括负极集流体以及设置在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，负极集流体具有在自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体的两个相对表面中的任意一者或两者上。

在一些实施方式中，单侧负极膜层的压实密度可以为1.0g/cm³至1.3g/cm³；负极膜层的压实密度满足上述范围时，能够在满足负极极片合适克容量的情况下，能够兼顾负极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在负极膜层中的迁移速率和迁移路径；而且负极膜层和正极膜层配合，使得由正极膜层中脱出的锂离子能够快速嵌入负极膜层中，进一步提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施方式中，单侧负极膜层的面密度为0.12g/1540.25mm²至0.14g/1540.25mm²；负极膜层的面密度满足上述范围时，能够在满足负极极片合适克容量的情况下，能够兼顾负极膜层的孔隙率和厚度，由此兼顾锂离子在负极膜层中的迁移速率和迁移路径；而且负极膜层和正极膜层配合，使得由正极膜层中脱出的锂离子能够快速嵌入负极膜层中，进一步提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施方式中，单侧负极膜层的厚度H₂满足：70μm≤H₂≤90μm，例如，70μm、72μm、75μm、78μm、80μm、85μm、90μm或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，负极膜层包括层状结构的含碳材料。可选地，含碳材料包括人造石墨和天然石墨中的至少一种，可选为人造石墨，人造石墨的结构稳定性相对较高。

例如，本申请中的石墨材料可以结合JIS/K0131-1996 X射线衍射分析法通则对负极极片或负极活性材料进行X射线粉末衍射测试并定性分析。

在一些实施方式中，基于负极膜层的总质量，人造石墨的质量含量为大于等于85%小于100%。例如，人造石墨的质量含量可以为85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施方式中，人造石墨的体积分布粒度D_v99为25μm至50μm，可选为30μm至45μm。满足上述范围的人造石墨的粒径相对较大，比表面积小，和电解液接触的面积相对较小，能够减少副反应，改善工作状态下的循环寿命。

示例性地，人造石墨的体积分布粒度D_v99为25μm、30μm、31μm、32μm、33μm、34μm、35μm、36μm、37μm、38μm、39μm、40μm、41μm、42μm、43μm、44μm、45μm、50μm或是上述任意两个数值组成的范围。

在本申请实施方式中，颗粒的体积分布粒度D_v99为本领域公知的含义，颗粒的体积分布粒径D_v99是指体积分布中99%所对应的粒度，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如取新制备的负极活性材料作为样品进行检测，或者将新鲜电池单体满放至0%荷电状态SOC后拆解出负极极片，洗去电解液并干燥后对负极极片进行煅烧以除去粘结剂等组分，刮粉过筛后得到负极活性物质颗粒，将所得到的负极活性物质颗粒依据测试标准GB/T 19077-2016，通过Mastersizer 2000E型激光粒度分析仪测试颗粒的体积分布粒径D_v99。在本申请实施方式中，新鲜电池单体可以是刚出厂的电池单体（化成后未进行充放电循环使用），或者是装配于用电装置上且循环使用圈数少于10圈的电池单体。

在一些实施方式中，人造石墨的体积分布粒度D_v99为30μm至45μm；电解液还包括第二添加剂，第二添加剂包括氟代碳酸乙烯酯FEC和碳酸亚乙烯酯VC中的至少一种；可选地，基于电解液的总质量，第二添加剂的质量含量为0.5%至2.5%。

电解液中添加第二添加剂，第二添加剂搭配大粒径的人造石墨，有利于兼顾改善循环寿命和高温循环的DCR增长。

在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括负极导电剂。本申请实施方式对负极导电剂的种类没有特别的限制，作为示例，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，基于负极膜层的总质量，负极导电剂的质量含量为≤5%。

在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括负极粘结剂。本申请实施方式对负极粘结剂的种类没有特别的限制，作为示例，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，基于负极膜层的总质量，负极粘结剂的质量含量为≤5%。

在一些实施方式中，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，基于负极膜层的总质量，其他助剂的质量含量为≤2%。

在一些实施方式中，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。复合集流体可包括高分子材料基层以及形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属材料层。作为示例，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，高分子材料基层可包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯和聚乙烯中的至少一种。

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。负极浆料通常是将负极活性物质、可选的导电剂、可选地粘结剂、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。

负极极片并不排除除了负极膜层之外的其他附加功能层。例如在某些实施例中，本申请实施方式的负极极片还包括夹在负极集流体和负极膜层之间、设置在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，本申请实施方式的负极极片还包括覆盖在负极膜层表面的保护层。

[隔离膜]

电池单体包括隔离膜。

在一些实施方式中，隔离膜可以包括有机基膜和设置于有机基膜至少一侧的涂层。有机基膜可以理解为多孔聚合物膜。可选地，涂层可以包括无机颗粒和/或有机颗粒，通过设置涂层提高隔离膜的耐热性能等。无机颗粒包括勃姆石、氧化铝、硫酸钡、氧化镁、硅氧化合物、氧化钛、氧化锌、氧化铈和钛酸钡中的至少一种。可选地，所述有机颗粒包括聚苯乙烯颗粒、聚丙烯酸蜡颗粒中的至少一种。

在另一些实施方式中，隔离膜可以为有机基膜。有机基膜可以理解为多孔聚合物膜，在此情况下，隔离膜可以不设置涂层。

在一些实施方式中，隔离膜中有机基膜的厚度H₃满足：13μm＜H₃＜20μm；可选地，13.5μm≤H₃≤19.5μm。可选地，15μm≤H₃≤18μm。隔离膜中有机基膜的厚度在上述范围时，隔离膜的厚度不会过厚，锂离子在液相中的传输路径相对较短，而且锂离子的传输阻碍相对较小，传输更为平稳，能够加快传输速率，有利于提升电池单体的快速充电性能。而且隔离膜的厚度不会过薄，能够提升隔离膜的耐热性能和循环稳定性。

示例性地，隔离膜中有机基膜的厚度H₃可以为13.1μm、13.2μm、13.3μm、13.4μm、13.5μm、13.6μm、13.7μm、13.8μm、13.9μm、14μm、14.1μm、14.2μm、14.3μm、14.4μm、14.5μm、14.6μm、14.7μm、14.8μm、14.9μm、15μm、15.1μm、15.2μm、15.3μm、15.4μm、15.5μm、15.6μm、15.7μm、15.8μm、15.9μm、16.0μm、16.1μm、16.2μm、16.3μm、16.4μm、16.5μm、16.6μm、16.7μm、16.8μm、16.9μm、17.0μm、17.1μm、17.2μm、17.3μm、17.4μm、17.5μm、17.6μm、17.7μm、17.8μm、17.9μm、18.0μm、18.1μm、18.2μm、18.3μm、18.4μm、18.5μm、18.6μm、18.7μm、18.8μm、18.9μm、19.0μm、19.1μm、19.2μm、19.3μm、19.4μm、19.5μm、19.6μm、19.7μm、19.8μm、19.9μm或是上述任意两个数值组成的范围。

具体地，隔离膜可以为多孔聚合物膜，多孔聚合物膜可以为单层膜或者多层膜，在多孔聚合物膜为多层膜的情况下，多层膜可以为两层、三层、四层甚至更多层，多层膜中的材质可以相同或者不同。

在一些实施方式中，多孔聚合物膜可以包括聚丙烯膜和聚乙烯膜中的至少一种；在多孔聚合物膜为多层膜时，多孔聚合物膜可以为聚丙烯膜和聚乙烯膜沿多孔聚合物膜的厚度方向层叠设置；多孔聚合物膜可以为相同材质，例如多层聚丙烯膜层叠设置，或者多层聚乙烯膜层叠设置。上述材质具有优异的耐热性，在电池单体循环充放电过程中不易烧透，能够提升电池单体的循环稳定性。而且由于多孔聚合物膜的表面未设置陶瓷涂层等，能够使得锂离子在多孔聚合物膜中传输障碍进一步减小，迁移速率得到进一步提升，更有利于电池单体的快速充电。

在一些实施方式中，隔离膜的孔隙率为35%至45%。隔离膜的孔隙率在上述范围时，孔隙率相对较高，能够进一步减小锂离子的传输障碍，提升锂离子的迁移速率，能够进一步提升电池单体的快速充电性能。

示例性地，隔离膜的孔隙率可以为35%、35.5%、36%、36.5%、37%、37.5%、38%、38.5%、39%、39.5%、40%、40.5%、41%、41.5%、42%、42.5%、43%、43.5%、44%、44.5%或是上述任意两个数值组成的范围。

在本申请实施方式中，孔隙率是指隔离膜内孔体积占据隔离膜总体积的百分率。孔隙率可以按照标准GB/T 36363-2018《电池单体用聚烯烃隔膜》进行测试。

本申请实施方式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1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2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用于盖设开口，以封闭容纳腔。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。

本申请实施方式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。

在本申请实施方式的一些实施例中，根据本申请实施方式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3是作为一个示例的电池模块4的示意图。如图3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4和图5是作为一个示例的电池包1的示意图。如图4和图5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。

用电装置

本申请实施方式第二方面提供一种用电装置，用电装置包括本申请实施方式的电池单体、电池模块或电池包中的至少一种。电池单体、电池模块或电池包可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。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。

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6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。

实施例

下述实施例更具体地描述了本申请实施方式公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请实施方式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，以下实施例中所报道的所有份、百分比和比值都是基于质量计，而且实施例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，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。

实施例1

1、正极极片的制备

正极极片包括正极集流体铝箔和设置于正极集流体两侧的正极膜层，正极膜层包括由正极浆料（溶剂为N-甲基吡咯烷酮NMP）均匀涂覆于正极集流体铝箔的表面上，经干燥、冷压后形成的膜层，正极膜层包括重量比为97.5：1.4：1.1的正极活性材料、导电剂炭黑、粘结剂聚偏氟乙烯（PVDF）。

正极活性材料包括磷酸铁锂类材料，磷酸铁锂类材料还包括铝Al元素，其含量为400ppm，磷酸铁锂类材料还包括碳包覆层，碳包覆层相对于磷酸铁锂类材料的质量含量为1.2%。磷酸铁锂类材料包括第一颗粒和第二颗粒，第一颗粒的平均粒径为1.2μm，第二颗粒的平均粒径为0.9μm。第一颗粒的数量占比和第二颗粒的数量占比为1:1。

单侧正极膜层的压实密度为2.2g/cm³，单侧正极膜层的面密度为0.27g/1540.25mm²，单侧正极膜层的厚度H₁为70μm。

2、负极极片的制备

负极极片包括负极集流体铜箔和设置于负极集流体两侧的负极膜层，负极膜层包括由负极浆料（溶剂为去离子水）均匀涂覆于负极集流体铜箔的表面上，经干燥、冷压后形成的膜层，负极膜层包括重量比为96.2：1.8：1.2：0.8的负极活性材料、粘结剂丁苯橡胶（SBR）、增稠剂羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、导电剂炭黑（Super P）。

负极活性材料包括人造石墨，其体积分布粒度D_v99为35μm。

单侧负极膜层的压实密度为1.1g/cm³，单侧正极膜层的面密度为0.13g/1540.25mm²，单侧负极膜层的厚度H₂为70μm，H₁/H₂为1。

3、隔离膜

隔离膜为16μm多孔聚丙烯膜，孔隙率为35%。

4、电解液的制备

电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂。有机溶剂（86.66%）包括第一溶剂和第二溶剂，第一溶剂包括碳酸二甲酯DMC（43.33%）和碳酸甲乙酯EMC（18.20%），第二溶剂包括碳酸乙烯酯EC（18.20%）和碳酸丙烯酯PC（6.93%）。

锂盐包括第一锂盐六氟磷酸锂LiPF₆（8%）和第二锂盐，第二锂盐包括二氟草酸硼酸锂LiDFOB（1.2%）和双草酸硼酸锂LiBOB（1.2%）。

添加剂包括第一添加剂二氟磷酸锂LiPO₂F₂（1.44%）和第二添加剂氟代碳酸乙烯酯FEC（1.5%）。

5、电池的制备

锂离子电池包括外包装壳、电极组件和电解液，电极组件和电解液设置于外包装壳内，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离膜，电极组件为卷绕式电极组件，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间。

实施例1-1

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，电解液中不包括第一添加剂和第二添加剂。

实施例2-1至实施例2-3

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例2-1和实施例2-2至少调整了第一锂盐的质量含量。

实施例3-1至实施例3-3

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例3-1至实施例3-3至少调整了第一锂盐的种类和质量含量中的至少一者。

对比例1

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，对比例1中更换了锂盐的种类，锂盐包括高氯酸锂（2.4%），高氯酸锂的还原电位小于1.2V。

对比例2和对比例3

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，对比例2和对比例3调整了第一锂盐和第二锂盐的质量含量的比值。

对比例4

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，对比例4至少调整了第一锂盐的质量含量。

实施例4-1至实施例4-5

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例4-1至实施例4-5调整了第二锂盐的种类和含量中的至少一者。

性能测试

1、锂离子电池的循环性能测试：

在45℃下，将实施例和对比例制备得到的锂离子电池以1C倍率充电到3.6V、以1C倍率放电到2.5V，进行循环测试，直至锂离子电池循环600周后，记录锂离子电池的容量保持率。

2、锂离子电池的静置存储的DCR增长率测试：

测试实施例和对比例制备的锂离子电池的初始直流内阻DCR0；在60℃下，存储90天，测试锂离子电池的DCR1，则DCR的增长率为[(DCR1-DCR0)/DCR0]*100%。

DCR的测试条件如下：

在25℃下，将锂离子电池以0.33C倍率充电到3.6V，然后以0.33C倍率放电到2.5V。再以0.5C倍率的电流充电30min，记录此时电压为U1；以4C倍率放电30S，记录此时电压为U2，锂离子电池的DCR=（U1-U2）/I。

测试结果

实施例1至实施例4-5、对比例1-4的测试结果如表1所示。

表1

表1中电解液各组分的质量含量，均是以电解液的总质量为计算基准进行计算。表1中，第二锂盐的还原电位如下：

二氟草酸硼酸锂LiDFOB的还原电位为1.6V；

双草酸硼酸锂LiBOB的还原电位为1.5V；

二氟二草酸磷酸锂LiDFOP的还原电位为1.8V；

四氟草酸磷酸锂LiTFOP的还原电位为1.7V。

表1中，在LiDFOB作为第二锂盐的组分时，电解液中可能会同时检测到LiBF₄，例如，电解液中存在1%至1.2%的LiDFOB时，电解液中同时还存在一定量的LiBF₄。原因在于，生产LiDFOB的过程中可能伴随副产物LiBF₄的生成，导致产品LiDFOB中含有微量LiBF₄。但是LiDFOB的引入对第一锂盐的含量影响不大。

由表1可知，

对比例1中锂盐中高氯酸盐的还原电位较小，无法优先六氟磷酸锂参与成膜，使得所形成的SEI膜破裂的风险较高。对比例4中锂盐的添加量相对较高，使得DCR增长过大，恶化电池性能。相较于对比例2和对比例3，实施例的第一锂盐和第二锂盐的质量含量的比值为（2至4）：1，尤其是（2.5至4）：1时，第一锂盐和第二锂盐能够共同作用，对负极活性材料起到优异的防护作用，降低负极活性材料和电解液发生副反应导致的阻抗恶化的风险，能够降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率和循环性能。

本申请实施例通过在电解液中添加氟原子质量含量相对较高（例如≥38%）的第一锂盐和还原电位相对较高的第二锂盐，第一锂盐能够在负极活性材料表面形成富含氟化锂LiF的SEI膜，但是由于氟化锂的硬度较高，柔韧性较差，在电池单体循环充放电过程中可能会使得SEI膜发生破损；而第二锂盐具有高于第一锂盐的还原电位，其相对于Li/Li⁺的还原电位≥1.2V，能够优于第一锂盐在负极活性材料表面成膜，可以有效缓解SEI膜因含氟量较多导致硬度高容易破损的问题，有效提升SEI膜的稳定性，进一步提升对负极活性材料起到良好的防护作用，降低负极活性材料和电解液发生副反应导致的阻抗恶化的风险，能够降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率和循环性能。

而实施例1、实施例4-1至实施例4-5添加的第二锂盐的还原电位相对较高，能够优先第一锂盐成膜，有利于减缓SEI膜因含氟量较多导致硬度高容易破损的问题，有效提升SEI膜的稳定性，进一步提升对负极活性材料起到良好的防护作用，降低负极活性材料和电解液发生副反应导致的阻抗恶化的风险，能够降低高温循环下的DCR增长，提升储能效率和循环性能。

实施例5-1和实施例5-2

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例5-1和实施例5-2调整了第一添加剂的质量含量。

实施例6-1至实施例6-4

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例6-1至实施例6-4调整了人造石墨的Dv99和第二添加剂的质量含量。

实施例7

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例7至少调整了有机溶剂的种类，其中，有机溶剂包括碳酸二甲酯(61.53%)和碳酸甲乙酯EMC(25.13%)。

测试结果

实施例6-1至实施例7采用如表1相同的测试方法进行检测，测试结果如表2。

表2

表2中，第一锂盐的总质量含量A为8%，第二锂盐的总质量含量B为2.4%，A/B为3.3。

由表2可知，实施例5-1至实施例5-2中通过对二氟磷酸锂的质量含量进行调控，能够有效促进第一锂盐快速成膜，并使得膜层组分得以优化，降低膜层阻抗；实施例6-1至实施例6-4通过对第二添加剂的质量含量进行调控，能够有效提升电池单体的循环寿命和改善静置存储阻抗；第二添加剂搭配大粒径的人造石墨，有利于兼顾改善循环寿命和静置存储下的DCR增长。实施例7通过添加低粘度的有机溶剂，有利于降低电解液的粘度，有利于锂离子的迁移。

实施例8-1至实施例8-7

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例8-1至实施例8-7调整了磷酸铁锂类材料中M元素的含量或种类。

实施例9-1至实施例9-3

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例9-1至实施例9-3调整了磷酸铁锂类材料中碳包覆层的含量，并同步调整有机溶剂的粘度。

实施例10-1至实施例10-3

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例10-1至实施例10-3调整了磷酸铁锂类材料中颗粒的粒径；实施例10-1和实施例10-2调整了大小颗粒的粒径；实施例10-3中磷酸铁锂类材料的粒径分布较窄例如小于实施例10-1中粒径分布，平均粒径为1.2μm。

测试结果

实施例8-1至实施例10-3采用如表1相同的测试方法进行检测，测试结果如表3。

表3

由表3可知，实施例8-1至实施例8-4对磷酸铁锂类材料中的铝Al含量进行调控，Al元素能够在磷酸铁锂类材料内部形成局域快离子导体相，加快锂离子在材料内部的传输，能够改善工作状态下的循环性能。实施例1、实施例8-5至实施例8-7对磷酸铁锂类材料中的M元素进行种类调控，能够调控锂离子电池的DCR增长率和循环性能，在M元素为Al时，改善效果较为优异。

实施例9-1至实施例9-3中磷酸铁锂类材料通过碳包覆层进行包覆改性，能够提升磷酸铁锂类材料的导电性，改善工作状态下的循环性能；而且上述材料配合上述低粘度的有机溶剂体系，能够改善电解液对磷酸铁锂类材料的浸润性能，降低高温循环下的DCR增长。

相较于实施例10-3，实施例1和实施例10-1以及实施例10-2由大颗粒和小颗粒混合得到，颗粒与颗粒之间的接触面积较大，颗粒之间能够形成较好的电子和离子通路，有利于改善电池单体工作状态下的循环性能。

实施例11-1至实施例11-3

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，实施例11-1至实施例11-3调整了正极膜层和/或负极膜层的涂布参数（例如压实密度、面密度、厚度等参数）。

测试结果

实施例11-1至实施例11-3采用如表1相同的测试方法进行检测，测试结果如表4。

表4

由表4可知，实施例1、实施例11-1至实施例11-3通过对正极膜层和/或负极膜层的涂布参数（例如压实密度、面密度、厚度等参数）进行调控，能够进一步改善锂离子电池的DCR增长率和循环性能。

实施例12-1至实施例12-4

采用与实施例1相似的方法制备锂离子电池，与实施例1不同的是，

实施例12-1的隔离膜包括多孔聚合物膜（有机基膜）和设置于有机膜层两侧的陶瓷涂层，陶瓷涂层包括氧化铝陶瓷，有机膜层的厚度为13.5μm，单侧陶瓷涂层厚度为2μm。

实施例12-2至实施例12-4的隔离膜为多孔聚合物膜，未设置涂层；但调整了隔离膜的厚度和/或孔隙率。

测试结果

实施例12-1至实施例12-4采用如表1相同的测试方法进行检测，测试结果如表5。

表5

由表5可知，实施例1、实施例12-1至实施例12-4通过对隔离膜的参数进行调控，能够进一步改善锂离子电池的DCR增长率和循环性能。

尽管已经演示和描述了说明性实施例，本领域技术人员应该理解上述实施例不能被解释为对本申请的限制，并且可以在不脱离本申请的精神、原理及范围的情况下对实施例进行改变，替代和修改。

Claims

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

正极极片，包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一侧的正极膜层，所述正极膜层包括橄榄石结构的含锂材料；

负极极片，包括负极集流体和设置于所述负极集流体至少一侧的负极膜层，所述负极膜层包括层状结构的含碳材料；

隔离膜，所述隔离膜中有机基膜的厚度大于13μm且小于20μm；以及

电解液，包括锂盐，所述锂盐包括：

第一锂盐，所述第一锂盐分子中氟原子的质量含量≥38%；和

第二锂盐，相对于Li/Li⁺的还原电位≥1.2V，且所述第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位大于所述第一锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位，

其中，基于所述电解液的总质量，所述第一锂盐的质量含量与所述第二锂盐的质量含量的比值为（2至4）：1，所述第一锂盐的质量含量为6%至8.5%。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一锂盐的质量含量与所述第二锂盐的质量含量的比值为（2.5至4）：1。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述第一锂盐相对于所述电解液总质量的质量含量为6%至8%；或

所述第二锂盐相对于所述电解液总质量的质量含量为0.5%至3%。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一锂盐包括六氟磷酸锂LiPF₆、四氟硼酸锂LiBF₄、六氟砷酸锂AsF₆Li和双三氟甲基磺酰亚胺锂LiTFSI中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第一锂盐分子式中氟原子的质量含量≥70%。

6.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第一锂盐包括六氟磷酸锂LiPF₆。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二锂盐相对于Li/Li⁺的还原电位为1.2V至1.9V。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述第二锂盐包括二氟草酸硼酸锂LiDFOB、双草酸二氟磷酸锂LiDFOP、四氟草酸磷酸锂LiTFOP和双草酸硼酸锂LiBOB中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述第二锂盐包括二氟草酸硼酸锂LiDFOB和双草酸硼酸锂LiBOB中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述电解液还包括第一添加剂，所述第一添加剂包括二氟磷酸锂；

基于所述电解液的总质量，所述二氟磷酸锂的质量含量与所述第一锂盐的质量含量的比值为（0.05至0.5）：1。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述二氟磷酸锂与所述第二锂盐的总质量含量≤6%。

12.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述二氟磷酸锂的质量含量为0.5%至3.5%。

13.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述含锂材料包括M元素，M包括B、Mg、Al、Ti、V、Si、P、S、Ca、Sc、Cr、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Yb、La和Ce中的至少一种。

14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，M包括Mg、Al、Ti、V和Zn中的至少一种，M元素相对于所述含锂材料总质量的质量含量为100ppm至2000ppm。

15.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述含锂材料包括核部和碳包覆层，所述核部包括含锂颗粒，所述碳包覆层设置于所述核部的至少部分外表面；

所述电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括第一溶剂，所述第一溶剂的粘度不超过0.8Pa·s。

16.根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，所述第一溶剂包括碳酸二甲酯DMC、碳酸甲乙酯EMC、乙酸乙酯EA、乙二醇单丙醚EP、丙烯酸甲酯MA和丙酸丙酯PP中的至少一种。

17.根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，所述有机溶剂还包括第二溶剂，所述有机溶剂还包括碳酸乙烯酯EC和碳酸丙烯酯PC中的至少一种。

18.根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，

基于所述含锂材料的总质量，所述碳包覆层的质量含量为1.0%至1.5%；

基于所述电解液的总质量，所述有机溶剂的质量含量≥45%。

19.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂，所述有机溶剂包括：

碳酸二甲酯DMC，其相对于所述电解液的质量含量为39%至45%；

碳酸甲乙酯EMC，其相对于所述电解液的质量含量为16%至20%；

碳酸乙烯酯EC，其相对于所述电解液的质量含量为16%至21%；和

碳酸丙烯酯PC，其相对于所述电解液的质量含量为4%至8%。

20.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述含锂材料包括第一颗粒和第二颗粒，所述第一颗粒的粒径大于预设粒径，所述第二颗粒的粒径小于等于预设粒径；

所述第一颗粒和所述第二颗粒各自独立地包括单颗粒和/或多个单颗粒团聚形成的团聚颗粒中的至少一种。

21.根据权利要求20所述的电池单体，其特征在于，所述预设粒径为0.7μm至1μm中的任一数值。

22.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述含碳材料的体积分布粒度D_v99为30μm至45μm。

23.根据权利要求22所述的电池单体，其特征在于，所述电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括氟代碳酸乙烯酯FEC和碳酸亚乙烯酯VC中的至少一种。

24.根据权利要求23所述的电池单体，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述第二添加剂的质量含量为0.5%至2.5%。

25.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，单侧所述正极膜层的压实密度为2.1g/cm³至2.4g/cm³；和/或

单侧所述负极膜层的压实密度可以为1.0g/cm³至1.3g/cm³。

26.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，单侧所述正极膜层的面密度为0.26g/1540.25mm²至0.29g/1540.25mm²；和/或

单侧所述负极膜层的面密度为0.12g/1540.25mm²至0.14g/1540.25mm²。

27.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，单侧所述正极膜层的厚度H₁与单侧所述负极膜层的厚度H₂满足：0.9≤H₁/H₂≤1.3，

且70μm≤H₁≤85μm，或70μm≤H₂≤90μm。

28.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述隔离膜中有机基膜的厚度大于等于13.5μm，且小于等于19.5μm。

29.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述隔离膜中有机基膜的厚度大于等于15μm，且小于等于18μm。

30.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述隔离膜为有机基膜。

31.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至30中任一项所述的电池单体。

32.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求31所述的电池。