本技術(shù)涉及電池，尤其涉及一種電池單體、電池裝置及用電裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著電池的應(yīng)用范圍越來越廣泛，電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng)，以及電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、軍事裝備、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。由于電池取得了極大的發(fā)展，因此對(duì)其能量密度和功率性能等提出了更高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種電池單體、電池裝置和用電裝置。本技術(shù)電池單體的能量密度和功率性能同時(shí)得到改善。

2、為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)的第一方面提供了一種電池單體，包括正極極片和負(fù)極極片；其中，

3、所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于所述負(fù)極集流體至少一側(cè)的負(fù)極活性層，所述負(fù)極活性層包括負(fù)極材料，所述負(fù)極材料包括石墨；

4、所述正極極片包括正極集流體和設(shè)置于所述正極集流體至少一側(cè)的正極活性層，所述正極活性層包括正極材料，正極材料包括正極活性材料；

5、所述正極活性材料包含磷酸錳鐵鋰材料和磷酸鐵鋰材料，所述磷酸錳鐵鋰材料在所述正極活性材料中的質(zhì)量占比為50％-95％；所述正極材料在12mpa下的粉末電阻率為5-70ω·cm。

6、磷酸錳鐵鋰材料比磷酸鐵鋰材料的平臺(tái)電壓更高，提高混合體系中的磷酸錳鐵鋰材料含量有利于提高電池單體的能量密度，但由于磷酸錳鐵鋰材料的粉末電阻率比磷酸鐵鋰材料的粉末電阻率更大，容易造成二者混合的粉末電阻率過大，惡化電池單體的功率性能。本技術(shù)通過控制磷酸錳鐵鋰材料和磷酸鐵鋰材料的比例使得電池單體具有較高的能量密度，進(jìn)一步通過調(diào)控正極材料的粉末電阻率范圍，在改善能量密度的同時(shí)提高了電池單體的功率性能。

7、在任意實(shí)施方式中，所述磷酸錳鐵鋰材料在所述正極活性材料中的質(zhì)量占比為50％-70％。

8、由此，有利于同時(shí)提升電池單體的能量密度和功率性能。并且，磷酸錳鐵鋰材料在正極活性材料中的質(zhì)量占比在上述范圍內(nèi)升高，電池單體的能量密度進(jìn)一步提高；磷酸錳鐵鋰材料在正極活性材料中的質(zhì)量占比在上述范圍內(nèi)降低，電池單體的功率性能進(jìn)一步提高。

9、在任意實(shí)施方式中，所述磷酸錳鐵鋰材料在12mpa下的粉末電阻率為8-120ω·cm，可選為8-80ω·cm。

10、在任意實(shí)施方式中，所述磷酸錳鐵鋰材料的體積平均粒徑dv50為0.1-1.2μm，可選為0.2-0.8μm。

11、由此，磷酸錳鐵鋰材料的粉末電阻率、體積平均粒徑dv50在上述范圍內(nèi)有利于在改善電池單體的能量密度的同時(shí)提升電池單體的功率性能。

12、在任意實(shí)施方式中，所述磷酸錳鐵鋰材料中，錳原子與鐵原子的摩爾比為2:8-8:2。

13、在任意實(shí)施方式中，所述磷酸鐵鋰材料在12mpa下的粉末電阻率為3-100ω·cm，可選為3-20ω·cm。

14、在任意實(shí)施方式中，所述磷酸鐵鋰材料的體積平均粒徑dv50為0.9-1.9μm。

15、在任意實(shí)施方式中，所述電池單體在100％soc狀態(tài)下，所述正極活性層的面密度為200-450mg/1540.25mm2，可選為290-350mg/1540.25mm2。由此，在電池單體的功率性能符合需求的同時(shí)，提升了電池單體的能量密度。

16、在任意實(shí)施方式中，所述電池單體在100％soc狀態(tài)下，所述正極活性層的壓實(shí)密度為2.27-2.67g/cm3，可選為2.37-2.62g/cm3。由此在滿足功率性能需求的同時(shí)提升電池單體的能量密度。

17、在任意實(shí)施方式中，所述電池單體在100％soc狀態(tài)下，所述負(fù)極活性層的面密度為100-180mg/1540.25mm2。由此在滿足功率性能需求的同時(shí)提升電池單體的能量密度。

18、在任意實(shí)施方式中，所述電池單體在100％soc狀態(tài)下，所述負(fù)極活性層的壓實(shí)密度為1.2-1.45g/cm3，可選為1.28-1.44g/cm3。由此在滿足功率性能需求的同時(shí)提升電池單體的能量密度。

19、在任意實(shí)施方式中，所述負(fù)極材料還包含硅材料。

20、在任意實(shí)施方式中，所述含硅材料包括硅氧化合物、硅碳化合物中的一種或多種；和/或，

21、基于所述負(fù)極材料的質(zhì)量，所述硅元素的質(zhì)量百分含量為0.3％-10％，可選為1％-6％。

22、由此在滿足功率性能需求的同時(shí)提升電池單體的能量密度。

23、在任意實(shí)施方式中，所述磷酸鐵鋰材料的化學(xué)式為lixfe(1-s)mspyoz，其中，x大于等于0.5且小于等于1.3，s大于等于0且小于1，y大于等于0.5且小于等于1.3，z大于等于3且小于等于5，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、hf、ni、co、ru、ag、pb中的一種或多種元素；和/或，

24、所述磷酸錳鐵鋰材料的化學(xué)式為lixfe(1-t-s)mntmspyoz，其中，x大于等于0.5且小于等于1.3，t大于0且小于1，s大于等于0且小于1，1-t-s大于0且小于1，y大于等于0.5且小于等于1.3，z大于等于3且小于等于5，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、hf、ni、co、ru、ag、pb中的一種或多種元素。

25、在任意實(shí)施方式中，所述正極材料在30000n下的粉體壓實(shí)密度為2.2-2.8g/cm3，可選為2.3-2.8g/cm3。

26、在任意實(shí)施方式中，所述正極極片還包括正極導(dǎo)電層，所述正極導(dǎo)電層設(shè)置在所述正極集流體和所述正極活性層之間。

27、在任意實(shí)施方式中，所述正極導(dǎo)電層的厚度為0.5-2μm。

28、在任意實(shí)施方式中，所述正極導(dǎo)電層包括正極導(dǎo)電劑、正極粘結(jié)劑中的一種或多種。

29、在任意實(shí)施方式中，電池單體包括如下的一項(xiàng)或多項(xiàng)：

30、所述正極導(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、碳納米纖維中的一種或多種；

31、所述正極導(dǎo)電劑至少包括超導(dǎo)碳和碳納米管；

32、所述正極粘結(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中的一種或多種。

33、在任意實(shí)施方式中，基于所述正極導(dǎo)電層的質(zhì)量，所述正極導(dǎo)電劑的質(zhì)量百分含量為30％-50％；和/或，

34、基于所述正極導(dǎo)電層的質(zhì)量，所述正極粘結(jié)劑的質(zhì)量百分含量為50％-70％。

35、在任意實(shí)施方式中，所述負(fù)極極片還包括負(fù)極導(dǎo)電層，所述負(fù)極導(dǎo)電層設(shè)置在所述負(fù)極集流體和所述負(fù)極活性層之間。

36、在任意實(shí)施方式中，所述負(fù)極導(dǎo)電層的厚度為0.5-2μm。

37、在任意實(shí)施方式中，所述負(fù)極導(dǎo)電層包括負(fù)極導(dǎo)電劑、負(fù)極粘結(jié)劑中的一種或多種。

38、在任意實(shí)施方式中，所述負(fù)極導(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、碳納米纖維中的一種或多種；和/或，

39、所述負(fù)極粘結(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、羧甲基殼聚糖中的一種或多種。

40、在任意實(shí)施方式中，基于所述負(fù)極導(dǎo)電層的質(zhì)量，所述負(fù)極導(dǎo)電劑的質(zhì)量百分含量為20％-40％；和/或，

41、基于所述負(fù)極導(dǎo)電層的質(zhì)量，所述負(fù)極粘結(jié)劑的質(zhì)量百分含量為60％-80％。

42、在任意實(shí)施方式中，所述負(fù)極活性層為單層或多層結(jié)構(gòu)，所述負(fù)極活性層中的負(fù)極活性材料的體積平均粒徑dv50為7.5-19.5μm。

43、在任意實(shí)施方式中，所述負(fù)極活性層為單層結(jié)構(gòu)，所述負(fù)極活性材料的體積平均粒徑dv50為8.0-17.5μm。

44、在任意實(shí)施方式中，所述負(fù)極活性層包括靠近所述負(fù)極集流體的第一負(fù)極活性層以及設(shè)置于所述第一負(fù)極活性層上的第二負(fù)極活性層。

45、在任意實(shí)施方式中，所述第二負(fù)極活性層與所述第一負(fù)極活性層的厚度比值為2:8-8:2。

46、在任意實(shí)施方式中，所述第一負(fù)極活性層中的負(fù)極活性材料的體積平均粒徑dv50為7.5-19.5μm，可選為12.5–18.5μm。

47、在任意實(shí)施方式中，所述第二負(fù)極活性層中的負(fù)極活性材料的體積平均粒徑dv50為7.5–19.5μm，可選為7.5–15.5μm。

48、在任意實(shí)施方式中，所述第二負(fù)極活性層中的負(fù)極活性材料的體積平均粒徑dv50小于所述第一負(fù)極活性層中的負(fù)極活性材料的體積平均粒徑dv50。由此，有利于提升電池單體的功率性能，同時(shí)提高電池單體的能量密度、降低成本。

49、在任意實(shí)施方式中，所述第一負(fù)極活性層中的石墨選自天然石墨、復(fù)合石墨中的一種或多種；和/或，

50、所述第二負(fù)極活性層中的石墨選自復(fù)合石墨中的一種或多種。

51、在任意實(shí)施方式中，所述復(fù)合石墨包括本體及包覆于所述本體表面的包覆層；所述本體包括人造石墨，所述包覆層包括無定形碳。

52、在任意實(shí)施方式中，所述復(fù)合石墨包括二次顆粒。

53、在任意實(shí)施方式中，所述復(fù)合石墨在8mpa下的粉末電阻率為0.01-0.04ω·cm。

54、在任意實(shí)施方式中，所述電池單體還包括電解液，在常溫下，所述電解液的電導(dǎo)率為10-20ms/cm或12-17ms/cm。

55、在任意實(shí)施方式中，電池單體的體積能量密度為400-550wh/l或450-500wh/l。

56、本技術(shù)的第二方面還提供一種電池裝置，包括本技術(shù)的第一方面的電池單體；所述電池裝置包括電池模組、電池包或儲(chǔ)能裝置。

57、本技術(shù)的第三方面還提供一種用電裝置，包括本技術(shù)的第一方面的電池單體或本技術(shù)第二方面的電池裝置。