CN118398870A

CN118398870A - 电池单体、电池以及用电装置

Info

Publication number: CN118398870A
Application number: CN202410557508.5A
Authority: CN
Inventors: 彭淑婷; 吴则利; 吴巧; 张翠平; 郭洁; 韩昌隆
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2024-05-07
Filing date: 2024-05-07
Publication date: 2024-07-26

Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池以及用电装置。电池单体包括正极极片、负极极片以及电解液；所述负极极片包括负极集流体和位于所述负极集流体至少一个表面的负极活性层，所述负极活性层的负极活性材料包括石墨和硅基材料；所述硅基材料的比表面积为S1，所述石墨的比表面积为S2，其中S1≤6m²/g，S2≤10m²/g。硅基材料和石墨的比表面积在以上范围时，可以使充电过程中电子分布更加均匀，进而减少电池单体的极化，进而有利于提高电池单体的快充性能。

Description

电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池以及用电装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

近年来，锂离子电池等电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。随着锂离子电池等电池使用范围的不断拓展，相应地对电池的性能也提出了更高的要求。

比如，随着电池使用范围的不断扩展，电池的充电时间是衡量电池性能的重要指标之一，电池的充电速度越快，也能够促进电池的广泛使用，而传统的电池的充电速度有待进一步提高。

发明内容

一种电池单体，包括正极极片、负极极片以及电解液；所述负极极片包括负极集流体和位于所述负极集流体至少一个表面的负极活性层，所述负极活性层的负极活性材料包括石墨和硅基材料；所述硅基材料的比表面积为S1，所述石墨的比表面积为S2，其中S1≤6m²/g，S2≤10m²/g。

上述电池单体中，硅基材料和石墨的比表面积在以上范围时，可以使充电过程中电子分布更加均匀，进而减少电池单体的极化，进而有利于提高电池单体的快充性能。

在一些实施方式中，S1与S2的差值的绝对值为0.1m²/g~9m²/g。比表面积差值的绝对值在该范围的硅基材料和石墨体系，可以进一步提高电子分布的均匀性，进一步提高电池单体的快充性能。可选地S1与S2的差值的绝对值为0.1m²/g~2.1m²/g。

在一些实施方式中，0.3m²/g≤S1≤3m²/g；和/或，0.5m²/g≤S2≤4m²/g。

在一些实施方式中，所述硅基材料占所述负极活性层的质量百分数为1%~12%。硅基材料的用量在该范围内可以在充分发挥硅基材料性能的基础上，减少电池单体内部的副反应的发生，进一步促进电池单体快充性能的提高。

在一些实施方式中，所述石墨占所述负极活性层的质量百分数为80%~98%。

在一些实施方式中，所述负极极片的压实密度为1.5g/cm³~1.9g/cm³。

在一些实施方式中，所述正极极片包括正极集流体和位于所述正极集流体至少一个表面的正极活性层，所述正极活性层的正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐。磷酸铁锂等橄榄石结构的含锂磷酸盐因为具有价格较低、安全性较好等优点而广泛地应用于电池的正极材料中，但是将其作为正极材料应用于电池中时，电池体系的动力学性能较差。通过与本申请中包括石墨和硅基材料的配合，可以得到动力学性能好、安全性较好的电池单体。

在一些实施方式中，所述电解液包括含氟磺酰亚胺锂盐。在电解液中引入含氟磺酰亚胺锂盐可以为电解液提供锂离子，可以减少能够与水反应产生氟化氢的锂盐的使用，进而降低电池单体的产气量，有利于提高电池的稳定性和寿命。

在一些实施方式中，所述含氟磺酰亚胺锂盐占所述电解液的质量百分数为0.5%~9.5%。含氟磺酰亚胺锂盐占电解液的质量百分数在0.5%~9.5%范围时，可以在充分发挥含氟磺酰亚胺锂盐作用的基础上，使含氟磺酰亚胺锂盐与满充石墨的反应控制在较低的程度，减少电池单体在使用过程中产生的热量。

在一些实施方式中，所述含氟磺酰亚胺锂盐包括双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。

在一些实施方式中，所述电解液还包括无机盐，所述无机盐包括含氟磷酸盐、含氟磺酸盐以及硼酸盐中的至少一种。在电解液中引入的无机盐不仅可以在石墨和硅基材料表面形成无机组分的SEI膜，一定程度上可以进一步改善电芯的快充性能而且还可以减少含氟磺酰亚胺锂盐与满充石墨的反应，降低电池单体内部热量的产生。

在一些实施方式中，所述无机盐占所述电解液的质量百分数为0.001%~2%。无机盐的用量在该范围内可以充分发挥无机盐的成膜作用，进而降低电池单体内部的产热，同时使生成的SEI膜具有较为合适的厚度，有利于促进锂离子的迁移，进而使电池单体保持较好的快充性能。

在一些实施方式中，所述含氟磷酸盐包括一氟磷酸锂、二氟磷酸锂、一氟磷酸钠和二氟磷酸钠中的至少一种。

在一些实施方式中，所述含氟磺酸盐包括氟磺酸锂和氟磺酸钠中的至少一种。

在一些实施方式中，所述硼酸盐包括四氟硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸钠、双乙二酸硼酸钠和二氟草酸硼酸钠中的至少一种。

在一些实施方式中，所述电解液还包括成膜添加剂，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、二氟碳酸乙烯酯以及三氟甲基碳酸乙烯酯中的至少一种。通过成膜添加剂的使用可以促进形成性能良好的SEI膜，改善电池单体的性能。

在一些实施方式中，所述成膜添加剂占所述电解液的质量百分数为1%~8%。成膜添加剂的用量在1%~8%可以在充分发挥成膜添加剂的作用的基础上，使电池单体具有较小的成膜阻抗，进而使电池单体能够兼顾较好的负极动力学和较低的产气量。

在一些实施方式中，所述橄榄石结构的含锂磷酸盐的比表面积小于或等于20m²/g。比表面积在该范围内的橄榄石结构的含锂磷酸盐具有相对较好的动力学性能，可以为电池单体快充性能的提高提供一定的基础且产气量较小。可选地，所述橄榄石结构的含锂磷酸盐的比表面积为8.9m²/g~13.9m²/g。

在一些实施方式中，所述橄榄石结构的含锂磷酸盐包括磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂以及磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。

一种电池。所述电池包括所述电池单体。

一种用电装置。所述用电装置包括所述电池单体和所述电池中的至少一种。

附图说明

为了更好地描述和说明本申请提供的实施例或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施例或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施方式的电池单体的示意图。

图2为图1所示的本申请一实施方式的电池单体的分解图。

图3为本申请一实施方式的电池单体用作电源的用电装置的示意图。

附图标记说明：

1、电池单体；11、壳体；12、电极组件；13、盖板；2、用电装置。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请所公开的“范围”可以采用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，任一个端值可以独立地被包括或不被包括，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，且如果还列出了最大范围值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，则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如，当表述某个参数为选自“2~10”的整数，相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。

本申请中涉及“多个”、“多种”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。

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。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例或实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本文中提及的“实施方式”具有类似理解。

本领域技术人员可以理解，在各实施方式或实施例的方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的详细执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。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。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述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，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(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。

在本申请中，以“含有”、“包含”、“包括”等词语描述的开放式技术特征或技术方案中，如无其他说明，不排除所列成员之外的额外成员，可视为既提供了由所列成员构成的封闭式特征或方案，还提供了在所列成员之外还包括额外成员的开放式特征或方案。例如，A包括a1、a2和a3，如无其他说明，可以还包括其他成员，也可以不包括额外成员，可视为既提供了“A由a1、a2和a3组成”的特征或方案，还提供了“A不仅包括a1、a2和a3，还包括其他成员”的特征或方案。

在本申请中，如无其他说明，A（如B），表示B为A中的一种非限制性示例，可以理解A不限于为B。

在本申请中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。

本申请一实施方式提供了一种电池单体。电池单体包括正极极片、负极极片以及电解液；负极极片包括负极集流体和位于负极集流体至少一个表面的负极活性层，负极活性层的负极活性材料包括石墨和硅基材料；硅基材料的比表面积为S1，石墨的比表面积为S2，其中S1≤6m²/g，S2≤10m²/g。本实施方式的电池单体中，硅基材料和石墨的比表面积在以上范围时，可以使充电过程中电子分布更加均匀，进而减少电池单体的极化，进而有利于提高电池单体的快充性能。

在一些实施方式中，S1与S2的差值的绝对值为0.1m²/g~9m²/g。相较石墨而言，硅基材料的导电性较差，在硅基材料和石墨混合的体系中，两者比表面积差值的绝对值在该范围可以进一步促进电子分布的均匀性，减小电池极化现象，降低极片的传输壁垒，改善动力学性能，进一步提高电池单体的快充性能。可选地，S1与S2的差值的绝对值可以是0.1m²/g、0.2m²/g、0.5m²/g、0.6m²/g、1m²/g、1.2m²/g、1.5m²/g、2m²/g、2.1m²/g、2.3m²/g、2.5m²/g、3m²/g、3.1m²/g、3.5m²/g、4m²/g、5m²/g、6m²/g、7m²/g、8m²/g、9m²/g以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。可选地S1与S2差值的绝对值为0.1m²/g~2.1m²/g。

进一步地，硅基材料的比表面积大小在该范围内可以使负极极片在具有较好的动力学性能的基础上，减少电池单体内部的副反应，进一步促进电池单体的快充性能的提升。可以理解的是，在电池单体的使用过程中，电池单体内部可能会产生一定量的氟化氢气体，氟化氢气体可以与硅基材料表面的羟基发生副反应而进一步产气。而当硅基材料的比表面积在小于或等于6m²/g的范围内时，可以将氟化氢与硅基材料表面发生的副反应保持在较低的程度，进一步促进电池单体的快充性能的提升。可选地，硅基材料的比表面积可以是6m²/g、5.8m²/g、5.5m²/g、5.3m²/g、5m²/g、4.8m²/g、4.5m²/g、4.2m²/g、4m²/g、3.8m²/g、3.5m²/g、3.2m²/g、3m²/g、2.8m²/g、2.5m²/g、2.2m²/g、2m²/g、1.8m²/g、1.5m²/g、1.2m²/g、1m²/g、0.8m²/g、0.5m²/g、0.2m²/g以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。进一步可选地，硅基材料的比表面积S1满足0.3m²/g≤S1≤3m²/g。

进一步地，石墨的比表面积在该范围内可以为锂离子的迁移提供数量较多、路径较短的通道，促进电池单体倍率性能的改善。同时，比表面积大小在该范围内的石墨可以使形成的固体电解质界面膜（SEI膜）具有合适的面积，使形成SEI膜时消耗较少的锂离子，进而减少电池单体的首次容量损失，有利于使电池单体在具有较好快充性能的基础上兼顾较长的使用寿命。可选地，石墨的比表面积可以是10m²/g、9.5m²/g、9m²/g、8.5m²/g、8m²/g、7.5m²/g、7m²/g、6.5m²/g、6m²/g、5.5m²/g、5m²/g、4.5m²/g、4m²/g、3.5m²/g、3m²/g、2.5m²/g、2m²/g、1.5m²/g、1m²/g、1.5m²/g以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。进一步可选地，石墨的比表面积S2满足0.5m²/g≤S2≤4m²/g。

在一些实施方式中，S1/S2为0.03~12。可选地，S1/S2可以是0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9、10、11以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。进一步地，S1/S2为0.075~6。

进一步地，通过在负极活性层中引入硅基材料，可以使电池单体在保持较高能量密度的基础上，降低负极极片的压实密度，进而可以降低电池单体在充电过程中的极化，改善电池单体的大倍率充电性能，进一步提高电池单体的快充性能。可选地，负极极片的压实密度为1.5g/cm³~1.9g/cm³。进一步可选地，负极极片的压实密度可以是1.5g/cm³、1.6g/cm³、1.7g/cm³、1.8g/cm³、1.9g/cm³以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。

在一些实施方式中，硅基材料可以包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的一种或多种。

可选地，硅氧化合物包括化学式为SiO_x的材料，其中0＜x＜2。进一步可选地，0.5≤x≤1.5。进一步可选地，硅氧化合物包括SiO。进一步可选地，硅氧化合物的表面和/或硅氧化合物的内部还可以分布有金属元素以减少不可逆相(例如SiO₂)的比例并提高活性材料的效率。金属可以是选自Li、Mg和Al中的至少一种。这些金属元素的引入可以降低硅氧化合物损坏的风险，以及改善硅氧化合物的寿命。可选地，金属可以是Li和Mg中的至少一种。以占硅氧化合物的质量百分数计，金属元素的质量百分数可以是0.1%~25%，可选地为3%~15%。

可选地，硅碳复合物包括多孔碳材料和位于多孔碳材料的孔隙中的单质硅。多孔碳材料内部的孔隙可以为单质硅提供一定的预留膨胀空间，降低硅碳复合物的整体膨胀，改善充放电过程中电极极片的结构稳定性。可选地，单质硅包括纳米硅。

可选地，硅氮复合物包括Si₃N₄。

在一些实施方式中，硅基材料占负极活性层的质量百分数为1%~12%。硅基材料的用量在该范围内可以在充分发挥硅基材料性能的基础上，减少电池单体内部的副反应的发生，进一步促进电池单体快充性能的提高。可选地，硅基材料占负极活性层的质量百分数可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。进一步可选地，硅基材料占负极活性层的质量百分数为3%~7%。

在一些实施方式中，石墨占负极活性层的质量百分数为80%~98%。可选地，石墨占负极活性层的质量百分数可以是81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。

在一些实施方式中，正极极片包括正极集流体和位于正极集流体至少一个表面的正极活性层，正极活性层的正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐。磷酸铁锂等橄榄石结构的含锂磷酸盐因为具有价格较低、安全性较好等优点而广泛地应用于电池的正极材料中，但是将其作为正极材料应用于电池中时，电池体系的动力学性能较差。通过与本申请中包括石墨和硅基材料的配合，可以得到动力学性能好、安全性较好的电池单体。

在一些实施方式中，橄榄石结构的含锂磷酸盐的比表面积小于或等于20m²/g。比表面积在该范围内的橄榄石结构的含锂磷酸盐具有相对较好的动力学性能，可以为电池单体快充性能的提高提供一定的基础、且产气量较小。进一步地，橄榄石结构的含锂磷酸盐的比表面积≤20m²/g时，可以更好地与负极极片的石墨和硅基材料提供的动力学相匹配，此时，正极极片和负极极片中电子和离子的传输速率相对均衡，电子和离子在正负极中的传输匹配度高，有利于进一步提高电池单体的快充性能。可选地，橄榄石结构的含锂磷酸盐的比表面积可以是20m²/g、19m²/g、18m²/g、17m²/g、16m²/g、15m²/g、14m²/g、13m²/g、12m²/g、11m²/g、10m²/g、9m²/g、8m²/g、7m²/g、6m²/g、5m²/g、4m²/g以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。进一步可选地，橄榄石结构的含锂磷酸盐的比表面积为8.9m²/g~13.9m²/g。进一步可选地，橄榄石结构的含锂磷酸盐包括磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂以及磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。

在一些实施方式中，电解液包括含氟磺酰亚胺锂盐。包括橄榄石结构的含锂磷酸盐的正极极片往往具有一定的含水量。当将正极极片应用到电池单体之后，电解液中的锂盐，比如六氟磷酸锂（LiPF₆），可能会与水反应而产生氟化氢，增大电池单体的产气量，影响电池单体的性能。并且，为了提高电池单体的快充性能而引入的硅基材料表面含有较多的羟基，这些羟基容易和氟化氢反应而进一步提高产气的程度。由于含氟磺酰亚胺锂盐具有较好的稳定性，其不会与水反应而产生氟化氢。因此，在电解液中引入含氟磺酰亚胺锂盐可以为电解液提供锂离子，可以减少能够与水反应产生氟化氢的锂盐的使用，进而降低电池单体的产气量，有利于提高电池的稳定性和寿命。同时，电池单体的产气量下降可以减少电池单体内部气体对锂离子迁移的阻隔作用，有利于促进锂离子的迁移，进而提高电池单体的快充性能。

在一些实施方式中，含氟磺酰亚胺锂盐占电解液的质量百分数为0.5%~9.5%。在电池单体的使用过程中，温度的升高会促使含氟磺酰亚胺锂盐与满充石墨反应，增加产热。因此，含氟磺酰亚胺锂盐占电解液的质量百分数在0.5%~9.5%范围时，可以在充分发挥含氟磺酰亚胺锂盐作用的基础上，使含氟磺酰亚胺锂盐与满充石墨的反应控制在较低的程度，减少电池单体在使用过程中产生的热量。可选地，含氟磺酰亚胺锂盐占电解液的质量百分数可以是0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。进一步可选地，含氟磺酰亚胺锂盐占电解液的质量百分数为1.5%~6%。进一步可选地，含氟磺酰亚胺锂盐包括双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）和双三氟甲基磺酰亚胺锂（LiTFSI）中的至少一种。

在一些实施方式中，电解液还包括无机盐，无机盐包括含氟磷酸盐、含氟磺酸盐以及硼酸盐中的至少一种。在电解液中引入的无机盐不仅可以在石墨和硅基材料表面形成无机组分的SEI膜，一定程度上可以进一步改善电芯的快充性能而且还可以减少含氟磺酰亚胺锂盐与满充石墨的反应，降低电池单体内部热量的产生。

可选地，无机盐占电解液的质量百分数为0.001%~2%。无机盐的用量在该范围内可以充分发挥无机盐的成膜作用，进而降低电池单体内部的产热，同时使生成的SEI膜具有较为合适的厚度，有利于促进锂离子的迁移，进而使电池单体保持较好的快充性能。可选地，无机盐占电解液的质量百分数可以是0.001%、0.005%、0.008%、0.01%、0.05%、0.08%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。进一步可选地，无机盐占电解液的质量百分数为0.1%~0.5%。

在一些实施方式中，含氟磷酸盐包括一氟磷酸锂（LiPO₂F）、二氟磷酸锂（LiPO₂F₂）、一氟磷酸钠（NaPO₂F）和二氟磷酸钠（NaPO₂F₂）中的至少一种。含氟磺酸盐包括氟磺酸锂（LiSO₃F）和氟磺酸钠（NaSO₃F）中的至少一种。硼酸盐包括四氟硼酸锂（LiBF₄）、双乙二酸硼酸锂（LiBOB）、二氟草酸硼酸锂（LiODFB）、四氟硼酸钠（NaBF₄）、双乙二酸硼酸钠（NaBOB）和二氟草酸硼酸钠（NaODFB）中的至少一种。

在一些实施方式中，电解液还包括成膜添加剂，成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯（FEC）、二氟碳酸乙烯酯（DFEC）和三氟甲基碳酸乙烯酯（TFPC）中的一种或多种。通过成膜添加剂的使用可以促进形成性能良好的SEI膜，改善电池单体的性能。比如，FEC可以在负极活性材料表面形成稳定且具有较好弹性有机聚合物膜，可以有效缓冲硅基材料的膨胀对SEI膜的挤压，进而降低SEI膜破裂的风险。同时，稳定的SEI膜能够阻隔氟化氢与硅基材料的接触，减少因氟化氢和硅基材料表面反应而产生的气体的量，提高电池单体的稳定性和寿命。可选地，成膜添加剂占电解液的质量百分数为1%~8%。成膜添加剂的用量在1%~8%可以在充分发挥成膜添加剂的作用的基础上，使电池单体具有较小的成膜阻抗，进而使电池单体能够兼顾较好的负极动力学和较低的产气量。可选地，成膜添加剂占电解液的质量百分数可以是1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%以及由上述任意两个数值构成的范围内的任意值。

本申请还有一实施方式提供了一种电池。该电池包括上述电池单体。

本申请还有一实施方式提供了一种用电装置。该用电装置包括上述电池单体和上述电池中的至少一种。

以下适当参照附图对本申请的电池单体、电池和用电装置进行说明。

通常情况下，电池单体包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。

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活性层，所述正极活性层包括正极活性材料。

作为非限制性示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性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，所述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形成在高分子材料基材上而获得。所述正极集流体中，该金属材料的非限制性示例可以包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述正极集流体中，该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯（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）、聚乙烯（PE）等基材中的一种或多种。

在其中一些实施例中，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。作为非限制性示例，正极活性材料可包括以下材料中的一种或多种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO₂）、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物及其改性化合物等中的一种或多种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的非限制性示例可包括但不限于磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中一种或多种。锂钴氧化物的非限制性示例可以包括LiCoO₂；锂镍氧化物的非限制性示例可以包括LiNiO₂；锂锰氧化物的非限制性示例可以包括LiMnO₂、LiMn₂O₄等；锂镍钴锰氧化物的非限制性示例可以包括LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂（也可以简称为NCM₃₃₃）、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂（也可以简称为NCM₅₂₃）、LiNi_0.5Co_0.25Mn_0.25O₂（也可以简称为NCM₂₁₁）、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂（也可以简称为NCM₆₂₂）、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（也可以简称为NCM₈₁₁）等。锂镍钴铝氧化物的非限制性示例可以包括LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂。

在其中一些实施例中，正极活性层还可选地包括粘结剂。作为非限制性示例，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一种或多种。

在其中一些实施例中，正极活性层还可选地包括导电剂。作为非限制性示例，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一种或多种。

在其中一些实施例中，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，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体的至少一侧表面上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。溶剂的种类可以选自但不限于前述实施方式中的任一种，例如N-甲基吡咯烷酮（NMP）。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上，也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上，也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料的固含量可以为40wt%~80wt%。正极浆料在室温下的粘度可以调整到5000mPa·s~25000mPa·s。涂覆正极浆料时，以干重计（扣除溶剂）的涂布单位面密度可以为15mg/cm²~35mg/cm²。正极极片的压实密度可以为3.0g/cm³~3.6g/cm³，可选为3.3g/cm³~3.5g/cm³。

负极极片

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上的负极活性层，负极活性层包括负极活性材料。

作为非限制性示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。

在其中一些实施例中，负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，可以采用铜箔。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材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而获得。所述负极集流体中，该金属材料的非限制性示例可以包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述负极集流体中，该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯（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）、聚乙烯（PE）等基材中的一种或多种。

在其中一些实施例中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为非限制性示例，负极活性材料可包括以下材料中的一种或多种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可以包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的一种或多种。锡基材料可以包括单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的一种或多种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。

在其中一些实施例中，负极活性层还可选地包括粘结剂。粘结剂可以包括丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸钠（PAAS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、聚甲基丙烯酸（PMAA）及羧甲基壳聚糖（CMCS）中的一种或多种。

在其中一些实施例中，负极活性层还可选地包括导电剂。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一种或多种。

在其中一些实施例中，负极活性层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠（CMC-Na））等。

在其中一些实施例中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂（溶剂的非限制性示例如去离子水）中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体的至少一侧表面上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。负极浆料所涂覆的负极集流体表面可以为负极集流体的单个表面上，也可以为负极集流体的两个表面上。负极浆料的固含量可以为40wt%~60wt%。负极浆料在室温下的粘度可以调整到2000mPa·s~10000mPa·s。涂覆负极浆料时，以干重计（扣除溶剂）的涂布单位面密度可以为75g/m²~220g/m²。

电解质

电解质具有在正极极片和负极极片之间传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有特别的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。

在一些实施方式中，所述电解质采用电解液。所述电解液包括电解质盐和溶剂。

在其中一些实施例中，电解质盐可以包括六氟磷酸锂（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）、二氟磷酸锂（LiPO₂F₂）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟二草酸磷酸锂（LiDFOP）及四氟草酸磷酸锂（LiTFOP）中的一种或多种。

在其中一些实施例中，溶剂可以包括碳酸乙烯酯（EC，）、碳酸丙烯酯（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）、碳酸丁烯酯（）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、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、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的一种或多种。

在其中一些实施例中，电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、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、改善电池高温或低温性能的添加剂等。

在一些实施方式中，电解液中的添加剂可以包括但不限于氟代碳酸乙烯酯（FEC）、二氟碳酸乙烯酯（DFEC）、三氟甲基碳酸乙烯酯（TFPC）等中的一种或多种。

隔离膜

在其中一些实施例中，电池中还包括隔离膜。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。

在其中一些实施例中，隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或多种。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，所述隔离膜的厚度为6μm~40μm，可选为12μm~20μm。

在其中一些实施例中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。

在其中一些实施例中，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质。

在其中一些实施例中，电池单体的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，进一步地，塑料的非限制性示例可以包括聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等中的一种或多种。

电池中包括至少一个电池单体。电池可以包括1个或多个电池单体。

在本申请中，如无其他说明，“电池单体”指能够实现化学能和电能相互转化的基本单元，进一步地，通常而言至少包括正极极片、负极极片和电解质。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质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。例如，图1是作为一个示例的方形结构的电池单体1。

在其中一些实施例中，参照图2，外包装可包括壳体11和盖板13。其中，壳体11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11具有与容纳腔连通的开口，盖板13能够盖设于开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件12。电极组件12封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件12中。电池1所含电极组件12的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据实际需求进行选择。

电池可以为电池模块或电池包。

电池模块包括至少一个电池单体。电池模块所含电池单体的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量选择合适的数量。

在电池模块中，多个电池单体可以是沿电池模块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进行固定。

可选地，电池模块还可以包括具有容纳空间的外壳，多个电池单体容纳于该容纳空间。

在其中一些实施例中，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为一个或多个，本领域技术人员可根据电池包的应用和容量选择合适的数量。

在电池包中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块。电池箱包括上箱体和下箱体，上箱体能够盖设于下箱体，并形成用于容纳电池模块的封闭空间。多个电池模块可以按照任意的方式排布于电池箱中。

另外，本申请还提供一种用电装置，用电装置包括本申请提供的电池。电池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。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。其中，移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等；电动车辆例如可以是纯电动车、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，但不限于此。

作为用电装置，可以根据其使用需求来选择电池。

图3是作为一个示例的用电装置2。该用电装置为纯电动车、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对电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。

作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用电池作为电源。

为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚，以下将结合实施例和附图对本申请进行进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本申请保护的范围。

实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

（1）制备正极极片

将正极活性材料磷酸铁锂（LiFePO₄）、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏氟乙烯按照重量比97:2:1的比例进行混合溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中制成正极浆料。然后将正极浆料涂布在集流体铝箔上，干燥后进行冷压、切边、裁片、分条等，得到正极极片。

（2）制备负极极片

将负极活性材料、导电剂碳黑、增稠剂CMC、粘接剂按照重量比96:2:1:1的比例进行混合溶于溶剂去离子水中制成负极浆料，在真空搅拌机作用下获得负极浆料。然后将负极浆料涂布在集流体铜箔上，干燥后进行冷压、切边、裁片、分条等，得到负极极片。其中负极活性材料包括硅碳复合物和人造石墨。硅碳复合物和人造石墨的相关参数如表1中所示。

（3）制备电解液

在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸亚乙酯（EC）、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)按体积比1:1:8混合，然后将盐类材料均匀溶解在溶剂中，得到电解液。盐类材料如表1中所示。

（4）隔离膜

用多孔聚乙烯（PP）膜作为隔离膜。

（5）制备电池单体

将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序备好，使隔离膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离作用，然后卷绕得到电极组件。将电极组件置于外包装壳中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，得到电池单体。

实施例2~实施例25、对比例1~对比例2

与实施例1相比，实施例2~实施例25、对比例1~对比例2的不同之处在于，S1、S2、硅基材料占负极活性层的质量百分数、含氟磺酰亚胺锂盐的种类及其占电解液的质量百分数、无机盐种类及其占电解液的质量百分数，电解液中LiPF₆的质量百分数以及LiFePO₄的比表面积有所不同，具体如表中所示。实施例和对比例的电解液中含氟磺酰亚胺锂盐和LiPF₆的总摩尔浓度为1mol/L。

测试例

（1）对实施例和对比例中的电池单体进行循环测试。测试方法为：调节烘箱温度为25℃，将电池单体放入烘箱中静置60min，按0.5C恒流充电至3.65V，3.65V恒压充电，截止电流为0.05C（100%SOC），然后静置10min，0.2C放电至2.5V，该步放电容量记为C0，静置10min；在25℃烘箱中静置60min，将电池单体按2C恒流充电至3.65V，3.65V恒压充电，截止电流为0.05C（100%SOC），然后静置10min，0.5C放电至2.5V，该步放电容量记为Cn，此为一个充放循环，电池单体的容量保持率=Cn/C0*100%。按照此方法对电池单体进行充放电，1000次充放循环后测试容量保持率。结果如表1中所示。

（2）对实施例和对比例中的电池单体进行产气测试。测试方法为：调节烘箱温度为25℃，将电池单体放入烘箱中静置60min，按0.5C恒流充电至3.65V，3.65V恒压充电，截止电流为0.05C（100%SOC），然后静置10min，0.2C放电至2.5V，该步放电容量记为C0，静置10min；按工步将电池单体满充，用排水法测试此时的电池单体体积为V0；调节烘箱温度至60℃进行存储，存储100d后从烘箱中取出，静置2h至室温，用排水法测试此时的电池单体体积为Vn，，电池单体的存储产气量=C0/(Vn-V0)。电池单体的100d存储产气量结果如表1中所示。

（3）对实施例和对比例中的电池单体进行快充性能测试。测试方法为：对实施例和对比例中的电池单体进行快充性能测试，测试方法为：叠片三电极测试法，将正负极极片取出使用DMC溶剂浸泡清洗72h以上，待电解液溶剂、锂盐、添加剂完全浸出，将极片在真空烘箱中烘干，然后将正负极极片组装成叠片三电极电芯，其中铜丝作为参比电极。然后将叠片三电极电芯在25°C下测试叠片电芯每个SOC下的析锂充电倍率，充电最大倍率以参比电极电位降至0mV截止，记录此SOC下的最大充电倍率。按此方法，以5%SOC为一个点，测试每5%SOC下的最大充电倍率。以每5%SOC对应的最大充电倍率将电芯由10%SOC充电至80%SOC，记录充电时间即为快充时间。即10%SOC~15%SOC区间，以该区间的最大充电倍率由10%SOC充电至15%SOC，此时充电时间为t1，15%SOC~20%SOC区间，以该区间的最大充电倍率由15%SOC充电至20%SOC，此时充电时间为t2，……依次类推，75%SOC~80%SOC区间，以该区间的最大充电倍率由75%SOC充电至80%SOC，此时充电时间为t14。记录10%SOC~80%SOC连续充电的时间t1+t2+……+t14作为快充时间。快充时间的单位为min。结果如表1中所示。

表1

表1中，S1表示硅基材料的比表面积，单位为m²/g。w1表示硅基材料占负极活性层的质量百分数，单位为%。S2表示石墨的比表面积，单位为m²/g。w2表示含氟磺酰亚胺锂盐占电解液的质量百分数，单位为%。w3表示无机盐占电解液的质量百分数，单位为%。w4表示LiPF₆占电解液的质量百分数，单位为%。S3表示LiFePO₄的比表面积，单位为m²/g。“/”表示没有添加或者无法计算。

在表1中，由实施例1~25和对比例1~2对比可以看出，当负极材料包括石墨和硅基材料且硅基材料的比表面积S1≤6m²/g和石墨的比表面积S2≤10m²/g时，电池单体表现出更好的循环性能和快充性能，且产气量较少。

实施例1~6中，实施例1、2、4的循环性能和快充性能优于实施例3、5、6，实施例1、2、4的产气量少于实施例3、5、6，表明硅基材料的比表面积S1在合适范围内时，可以进一步提高电池单体的循环性能和快充性能，减少电池单体的产气量。

实施例7~11中，实施例7、8的循环性能和快充性能优于实施例9、10、11，实施例7、8的产气量少于实施例9、10、11，表明石墨的比表面积S2在合适范围内时，可以进一步提高电池单体的循环性能和快充性能，减少电池单体的产气量。

由实施例12~16和实施例24可以看出，在电解液中加入合适质量百分数的含氟磺酰亚胺锂盐可以减少电池单体的产气，改善电池单体的循环性能和快充性能。

由实施例17~20和实施例21可以看出，在电解液中加入合适质量百分数的无机盐可以进一步改善电池单体的快充性能，同时可以减少电池单体的产气，并改善电池单体的循环性能。

由实施例1、实施例22~23可以看出，硅基材料占负极活性层的质量百分数在合适范围内时，可以提高电池单体的循环性能和快充性能，并且减少电池单体的产气量。

由实施例1、实施例25可以看出，合适的LiFePO₄比表面积有利于改善电池单体的循环性能和快充性能，还能够减少电池单体的产气量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电池单体，其特征在于，包括正极极片、负极极片以及电解液；所述负极极片包括负极集流体和位于所述负极集流体至少一个表面的负极活性层，所述负极活性层的负极活性材料包括石墨和硅基材料；所述硅基材料的比表面积为S1，所述石墨的比表面积为S2，其中S1≤6m²/g，S2≤10m²/g。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，S1与S2的差值的绝对值为0.1m²/g~9m²/g。

3.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，S1与S2的差值的绝对值为0.1m²/g~2.1m²/g。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的电池单体，其特征在于，0.3m²/g≤S1≤3m²/g；和/或，0.5m²/g≤S2≤4m²/g。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述硅基材料占所述负极活性层的质量百分数为1%~12%；和/或，

所述石墨占所述负极活性层的质量百分数为80%~98%。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述负极极片的压实密度为1.5g/cm³~1.9g/cm³。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和位于所述正极集流体至少一个表面的正极活性层，所述正极活性层的正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述电解液包括含氟磺酰亚胺锂盐。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述含氟磺酰亚胺锂盐占所述电解液的质量百分数为0.5%~9.5%。

10.根据权利要求8或9所述的电池单体，其特征在于，所述含氟磺酰亚胺锂盐包括双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。

11.根据权利要求8~10中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电解液还包括无机盐，所述无机盐包括含氟磷酸盐、含氟磺酸盐以及硼酸盐中的至少一种。

12.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述无机盐占所述电解液的质量百分数为0.001%~2%。

13.根据权利要求11或12所述的电池单体，其特征在于，所述无机盐包括如下特征中的至少一个：

（1）所述含氟磷酸盐包括一氟磷酸锂、二氟磷酸锂、一氟磷酸钠和二氟磷酸钠中的至少一种；

（2）所述含氟磺酸盐包括氟磺酸锂和氟磺酸钠中的至少一种；

（3）所述硼酸盐包括四氟硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸钠、双乙二酸硼酸钠和二氟草酸硼酸钠中的至少一种。

14.根据权利要求7~13中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电解液还包括成膜添加剂，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、二氟碳酸乙烯酯以及三氟甲基碳酸乙烯酯中的至少一种。

15.根据权利要求14所述的电池单体，其特征在于，所述成膜添加剂占所述电解液的质量百分数为1%~8%。

16.根据权利要求7~15所述的电池单体，其特征在于，所述橄榄石结构的含锂磷酸盐的比表面积小于或等于20m²/g。

17.根据权利要求7~16中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述橄榄石结构的含锂磷酸盐的比表面积为8.9m²/g~13.9m²/g。

18.根据权利要求7~17中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述橄榄石结构的含锂磷酸盐包括磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂以及磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。

19.一种电池，其特征在于，包括权利要求1~18中任一项所述的电池单体。

20.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1~18中任一项所述的电池单体和权利要求19所述的电池中的至少一种。