本技术涉及电池，尤其涉及一种电池单体、电池装置及用电装置。
背景技术：
1、近年来，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。随着电池应用的普及，对其能量密度、快充性能、循环性能、使用寿命、安全性能等也提出了更高的要求。
技术实现思路
1、本技术目的在于，提供一种新型电池单体，其具有优异的快充性能，并可兼顾具有较高的能量密度、较好的循环性能和较低的直流内阻。
2、为了实现上述目的，本技术的第一方面提供了一种电池单体，包括正极极片、负极极片以及位于所述正极极片和所述负极极片之间的隔离膜，所述正极极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一个表面的正极膜层，所述正极膜层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐；所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体的至少一个表面的负极膜层，所述负极膜层包括负极活性材料，所述负极活性材料的平均粒径dv50为8μm至15μm，所述负极活性材料包括石墨；所述负极集流体包括负极集流部和设置于所述负极集流部同侧的至少两个负极极耳，所述负极极耳沿第一方向从所述负极集流部延伸出，其中，相邻的两个负极极耳的中心线之间的距离为10mm至350mm，所述中心线与所述第一方向平行。
3、本技术通过采用小粒径负极活性材料，提高充电时锂离子在负极活性材料内部的传输路径，有利于提高电池单体的快充能力。但是当电池单体的快充能力提升时，其对应承受的充电电流也对应提升，此时若负极的极耳结构设置不合理，将导致快速充电时电池单体的内部产热量聚集，电池内部温升高，引发电解液产气、负极的固体电解质界面膜（solidelectrolyte interface membrane，sei膜）阻抗增加等不良反应，从而提高电池内阻，影响电池单体的性能。本技术通过采用合理距离范围的负极极耳设置，有效降低了快充能力提升时电池单体内部的热量聚集，降低了内部温升，抑制了电池单体直流内阻（dcr）的增长。在任意实施方式中，所述正极集流体包括正极集流部和设置于所述正极集流部同侧的至少两个正极极耳，所述正极极耳沿第一方向从所述正极集流部延伸出，其中，相邻的两个正极极耳的中心线之间的距离为10mm至350mm，所述中心线与所述第一方向平行。
4、在任意实施方式中，相邻的两个负极极耳的中心线之间的距离为20mm至330mm。
5、在任意实施方式中，相邻的两个正极极耳的中心线之间的距离为20mm至330mm。
6、本技术提供的电池单体中，当正负极集流体分别包括具有上述结构特征的至少两个极耳时，其能够进一步改善电池单体的直流内阻，从而进一步降低电池产热，使电池具有更好的安全性能。
7、在任意实施方式中，所述负极活性材料的平均粒径dv50为9.5μm至11.5μm。
8、负极活性材料（例如石墨）具有上述范围内的粒径时，能够进一步改善电池的快充性能和直流内阻，并同时使电池兼顾具有较好的循环性能。
9、在任意实施方式中，所述电池单体中包括电解液，所述电解液包括有机溶剂，所述有机溶剂包括羧酸酯溶剂和碳酸酯溶剂。
10、本技术提供的电池单体中，当电解液中采用上述类型的有机溶剂时，可以进一步提升电池的动力学性能。
11、在任意实施方式中，所述有机溶剂包括线性羧酸酯，所述线性羧酸酯的质量占比为40%至75%，基于所述电解液的总质量计。
12、在任意实施方式中，所述线性羧酸酯具有r1-coo-r2的结构通式，其中r1和r2各自独立地包括c1~c5的烷基和c1~c5的卤代烷基中的一种或多种。
13、在任意实施方式中，所述线性羧酸酯包括乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙酸丙酯、甲酸乙酯、甲酸异丙酯中的一种或多种。
14、当电解液中采用上述类型和质量占比的线性羧酸酯作为有机溶剂时，因线性羧酸酯具有粘度低的特点，其可以有效提高电解液电导率，从而进一步改善电池的快充性能。
15、在任意实施方式中，所述有机溶剂包括碳酸酯溶剂，所述碳酸酯溶剂包括线性碳酸酯和环状碳酸酯，基于所述电解液的总质量计，所述线性碳酸酯的质量占比为10%至40%。
16、在任意实施方式中，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种，所述线性碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种。
17、在任意实施方式中，所述线性碳酸酯包括碳酸二甲酯，基于所述电解液的总质量计，所述碳酸二甲酯的质量占比为5%至15%。
18、当电解液中采用上述类型和质量占比的碳酸酯作为有机溶剂时，可以改善电池在循环过程中的副反应和产气程度，从而同时使电池兼顾具有较好的循环性能。
19、在任意实施方式中，所述电解液中包括碳酸二甲酯和线性羧酸酯，所述线性羧酸酯与所述碳酸二甲酯的质量比为2.0至7.0。
20、在任意实施方式中，所述线性羧酸酯与所述碳酸二甲酯的质量比为3.0至6.0。
21、当电解液中同时采用上述质量比的碳酸二甲酯和线性羧酸酯作为有机溶剂时，通过两种溶剂搭配，可以进一步兼顾改善电池的快充性能和循环性能。
22、在任意实施方式中，所述电解液包括锂盐，所述锂盐的质量占比为13%至20%，基于所述电解液的总质量计。
23、在任意实施方式中，所述锂盐包括六氟磷酸锂、含氟磺酰亚胺盐中的至少两种，所述含氟磺酰亚胺盐包括双氟磺酰亚胺锂lifsi、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂litfsi中的一种或多种。
24、六氟磷酸锂在循环过程中不易产气，可以进一步改善电池的循环性能；而含氟磺酰亚胺盐的解离能力强，可以进一步改善电池的快充性能。
25、在任意实施方式中，所述锂盐包括六氟磷酸锂lipf6和双氟磺酰亚胺锂lifsi。
26、在任意实施方式中，所述电解液中，六氟磷酸锂lipf6与双氟磺酰亚胺锂lifsi的质量比为1.2：1至2：1。
27、当电解液中同时采用上述质量比范围的六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂时，可以进一步兼顾改善电池的快充性能和循环性能。
28、在任意实施方式中，所述电解液中还包含添加剂，所述添加剂包含碳酸酯类添加剂。
29、在任意实施方式中，基于所述电解液的总质量计，所述碳酸酯类添加剂在所述电解液中的质量占比为0.5%至7%。
30、在任意实施方式中，所述碳酸酯类添加剂包括碳酸亚乙烯酯vc和氟代碳酸乙烯酯fec。
31、本技术提供的电池单体中，电解液中还加入了质量占比在上述范围内的碳酸酯类添加剂，例如氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯，其可以在负极表面形成sei膜，从而减少极片与电解液之间发生的副反应，从而进一步使电池兼顾具有较好的循环性能。
32、在任意实施方式中，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯vc；基于所述电解液的总质量计，所述电解液中的碳酸亚乙烯酯vc的质量占比为0.5%至2%。
33、当电解液中添加上述质量占比范围内的碳酸亚乙烯酯作为添加剂时，其形成的sei膜较稳定，有利于进一步改善电池的循环性能。
34、在任意实施方式中，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯fec；基于所述电解液的总质量计，所述电解液中的氟代碳酸乙烯酯fec的质量占比为0.1%至1%。
35、当电解液中添加上述质量占比范围内的氟代碳酸乙烯酯作为添加剂时，形成的sei膜阻抗低，可以进一步改善电池的快充性能。
36、在任意实施方式中，所述橄榄石结构的含锂磷酸盐组成通式如式i所示，
37、lixaymeambp1-cxcyz式i，
38、其中，0.1≤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中的一种或多种；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中的一种或多种；x包括s、si、cl、b、c、n中的一种或多种；y包括o、f中的一种或多种。
39、作为正极活性材料的含锂磷酸盐具有上述的化学通式时，能够进一步改善电池的能量密度。
40、在任意实施方式中，m包括al、ti、v、mg中的一种或多种。
41、在任意实施方式中，所述正极活性材料满足如下条件中的至少一种：
42、(1)所述正极活性材料中含有al元素，质量含量为0.01~0.05%，基于所述正极活性材料的总质量计；
43、(2)所述正极活性材料中含有ti元素，质量含量为0.01~0.03%，基于所述正极活性材料的总质量计；
44、(3)所述正极活性材料中含有v元素，质量含量为0.1~0.3%，基于所述正极活性材料的总质量计；
45、(4) 所述正极活性材料中含有mg元素，质量含量为0.001~0.01%，基于所述正极活性材料的总质量计。
46、作为正极活性材料的含锂磷酸盐中含有al、ti、v等元素时，能够进一步提升其克容量。
47、在任意实施方式中，在所述正极膜层沿厚度方向的截面中，所述橄榄石结构的含锂磷酸盐包含最长径为0.05μm至0.3μm的第一含锂磷酸盐颗粒和最长径为1μm至3μm的第二含锂磷酸盐颗粒。
48、本技术提供的电池单体中，正极活性材料中包含最长径为0.05μm至0.3μm的含锂磷酸盐颗粒时，其能够进一步改善电池单体的直流内阻，从而进一步降低电池产热，使电池兼顾具有优异的安全性能。
49、本技术提供的电池单体中，作为正极活性材料的含锂磷酸盐中同时含有最长径为0.05μm至0.3μm的第一含锂磷酸盐颗粒和最长径为1μm至3μm的第二含锂磷酸盐颗粒时，通过大小颗粒级配的方式可以有效提高极片的压实密度，从而使电池单体还兼顾具有较高的能量密度。
50、在任意实施方式中，在所述正极膜层沿所述厚度方向的截面中，所述第一含锂磷酸盐颗粒的个数大于所述第二含锂磷酸盐颗粒的个数。
51、作为正极活性材料的含锂磷酸盐中，当最长径为0.05μm至0.3μm的第一含锂磷酸盐颗粒的数量大于最长径为1μm至3μm的第二含锂磷酸盐颗粒的数量时，可以进一步兼顾改善电池的直流内阻和快充性能。
52、在任意实施方式中，所述正极膜层沿所述第一方向的尺寸为w1mm，所述负极膜层沿着负极极片宽度方向的尺寸为w2mm，其中w2>w1，且w2与w1的差值为3mm至5mm。
53、电池在循环过程中，无法及时嵌入负极的锂离子可能会在负极表面形成锂枝晶，恶化电池的循环性能。本技术提供的电池单体中，当负极膜层的尺寸w2与正极膜层的尺寸w1之间具有上述关系时，能够改善锂离子在负极表面形成锂枝晶的情况，从而同时使电池兼顾具有较好的循环性能。
54、在任意实施方式中，所述正极极片的压实密度为2.3g/cm3至2.6g/cm3。
55、在任意实施方式中，所述正极极片的压实密度为2.4g/cm3至2.55g/cm3。
56、当正极极片的压实密度在上述范围时，能够在保证动力学性能同时进一步改善电池的能量密度。
57、在任意实施方式中，所述正极极片的单面涂布面密度为0.33g/1540.25mm2至0.4g/1540.25mm2。
58、在任意实施方式中，所述正极极片的单面涂布面密度为0.335 g/1540.25mm2至0.38 g/1540.25mm2。
59、本技术提供的电池单体中，当正极膜层的涂布面密度在上述范围内时，能够进一步改善电池的能量密度，还能避免厚涂布对电化学性能的影响，从而进一步改善电池的快充性能。
60、在任意实施方式中，所述负极极片的压实密度为1.3g/cm3至1.6g/cm3。
61、在任意实施方式中，所述负极极片的压实密度为1.35g/cm3至1.55g/cm3。
62、当负极极片的压实密度在上述范围时，能够在保证动力学性能同时进一步改善电池的能量密度。
63、在任意实施方式中，所述负极极片的单面涂布面密度为0.15 g/1540.25mm2至0.19 g/1540.25mm2。
64、在任意实施方式中，所述负极极片的单面涂布面密度为0.15 g/1540.25mm2至0.165 g/1540.25mm2。
65、本技术提供的电池单体中，当负极膜层的涂布面密度在上述范围内时，能够进一步改善电池的能量密度，还能避免厚涂布对电化学性能的影响，从而进一步改善电池的快充性能。
66、在任意实施方式中，所述负极集流体的厚度4~6μm。
67、在任意实施方式中，所述负极膜层的单面厚度与所述负极集流体的厚度的比值为12至20。
68、在任意实施方式中，所述负极膜层的单面厚度与所述负极集流体的厚度的比值为13至20。
69、本技术提供的电池单体中，当负极膜层的单面厚度与负极集流体的厚度的比值在上述范围内时，能够进一步兼顾改善电池的能量密度与快充性能。
70、在任意实施方式中，所述负极膜层包括设置于所述负极集流体表面的第一负极活性材料层以及设置于所述第一负极活性材料层远离所述负极集流体侧的第二负极活性材料层，所述第一负极活性材料层中的负极活性材料包括第一人造石墨，所述第二负极活性材料层中的负极活性材料包括第二人造石墨，所述第一人造石墨的平均粒径dv50大于所述第二人造石墨的平均粒径dv50。
71、在任意实施方式中，所述第一人造石墨的平均粒径dv50为11μm至15μm。
72、在任意实施方式中，所述第二人造石墨的平均粒径dv50为8μm至15μm。
73、在任意实施方式中，所述第二人造石墨的平均粒径dv50为9.5μm至11.5μm。
74、本技术提供的电池单体中，当负极膜层中采用上述的双层涂布方案时，可以进一步提升电池的动力学性能。
75、在任意实施方式中，所述电池单体还包括顶盖，所述顶盖包括极性相反的正极电极端子和负极电极端子，所述正极电极端子和所述负极电极端子分别用于与所述正极极耳或负极极耳电连接。
76、常规电池中需要转接片来连接电极端子与极耳，但会因此损失电极组件的利用率，降低电池能量密度。本技术提供的电池单体中采用上述结构时，取消转接片的设置能够有效解决这一问题，并且降低电池内阻，并进一步兼顾改善电池能量密度和快充性能。
77、在任意实施方式中，所述电池单体还包括壳体，所述壳体为方形，所述壳体的厚度为30mm至55mm，宽度为150mm至250mm，且高度为90mm至120mm。
78、在任意实施方式中，所述电池单体被配置为在室温下从10%soc充电到80%soc的充电时间10~17min。
79、本技术提供的电池单体具有优异的快充性能。
80、本技术的第二方面还提供了一种电池装置，包括本技术第一方面的电池单体，所述电池装置为电池模组、电池包、储能装置中的至少一种。
81、本技术的第三方面还提供了一种用电装置，包括本技术第一方面的电池单体或第二方面的电池装置。