【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本申請涉及可充放電電池領域，尤其涉及一種電池單體、電池和用電裝置。
技術介紹
1、電池單體具有容量高、壽命長等特性，因此廣泛應用于電子設備，例如手機、筆記本電腦、電瓶車、電動汽車、電動飛機、電動輪船、電動玩具汽車、電動玩具輪船、電動玩具飛機和電動工具等等。由于電池領域取得了極大的進展，因此對電池單體的性能提出了更高的要求。
2、然而，目前電池單體在放電后期的放電功率較差。
技術實現思路
1、本申請提供一種電池單體、電池和用電裝置，本申請所述的電池單體在放電后期的放電功率能夠得到改善。
2、第一方面，本申請實施方式提出了一種電池單體，所述電池單體包括電解液、正極極片、負極極片和隔離膜，電解液包括鋰鹽，鋰鹽包括六氟磷酸鋰，六氟磷酸鋰相對于電解液總質量的質量含量為15％至20％；正極極片，包括正極集流體和設置在正極集流體至少一側且含有正極活性材料的正極膜層；負極極片包括負極集流體和設置于負極集流體至少一側且含有負極活性材料的負極膜層，所述負極活性材料還包括碳基材料和硅碳復合物，所述硅碳復合物中硅元素相對于所述負極活性材料總質量的質量含量大于等于0.3％且小于等于10.0％；隔離膜設置于正極極片和負極極片之間。
3、由此，本申請實施方式通過對負極活性材料硅碳復合物的質量含量(硅碳復合物中硅元素的質量含量不小于0.3％且小于等于10.0％)進行調控，并搭配合適的電解液體系(六氟磷酸鋰的質量含量為15％至20％)，能夠降低電池在放電末期的內阻，改善放電功率性
4、在一些實施方式中所述硅碳復合物中硅元素相對于所述負極活性材料總質量的質量含量大于等于4.0％且小于等于7.0％。硅碳復合物中硅元素的質量含量在上述范圍內能夠更進一步提升電池單體的能量密度，且由于硅碳復合物中的碳元素能夠對硅元素的膨脹起到緩解作用，因此，硅碳復合物的膨脹不會過大，其配合上述電解液體系，能夠顯著降低電池在放電末期的內阻，改善放電功率性能。
5、在一些實施方式中，基于所述負極活性材料的總質量，硅碳復合物的質量含量為0.4％至14.5％。負極活性材料滿足上述硅元素的質量含量時，能夠進一步改善電池在低soc下的放電功率。
6、在一些實施方式中，基于負極活性材料的總質量，所述硅碳復合物的質量含量為5.75％至10％。硅元素的質量含量滿足上述含量范圍時，能夠進一步改善低soc下的放電功率。
7、在一些實施方式中，所述碳基材料包括人造石墨和天然石墨中的至少一種。
8、在一些實施方式中，所述碳基材料包括人造石墨。
9、在一些實施方式中，電解液還包括環狀碳酸酯，基于電解液的總質量，環狀碳酸酯的質量含量與六氟磷酸鋰的質量含量的比值為(0.60至2.50)：1，可選為(1.00至1.65)：1。推測可能的有益效果如下：環狀碳酸酯的質量含量與六氟磷酸鋰的質量含量的比值在上述范圍時，有利于將六氟磷酸鋰中充分解離出更多的鋰離子，從而使得即便在低soc的放電末期，電解液體系中也能夠含有較多的鋰離子，并使得鋰離子能夠隨著電池反應的進行被持續解離出來，以改善電池的功率性能。
10、在一些實施方式中，環狀碳酸酯的質量含量為10％至41％，可選為20％至30％；環狀碳酸酯介電常數高，離子電導率高，能夠在負極活性材料表面形成穩定的sei膜，有利于在放電末期電池的功率性能。
11、在一些實施方式中，環狀碳酸酯包括碳酸乙烯酯ec、碳酸丙烯酯pc和碳酸丁烯酯bc中的至少一種。
12、在一些實施方式中，電解液還包括線性碳酸酯，基于電解液的總質量，線性碳酸酯的質量含量與環狀碳酸酯的質量含量的比值為(0.9至6)：1；可選為(1.5至2.65)：1。線性碳酸酯與環狀碳酸酯的質量含量的比值滿足上述范圍時，能夠兼顧改善電解液的粘度和離子電導率，提升鋰離子的動力學性能。
13、在一些實施方式中，線性碳酸酯的質量含量為35％至65％；和/或線性碳酸酯包括碳酸甲乙酯emc、碳酸二乙酯dec和碳酸二甲酯dmc中的至少一種。線性碳酸酯的粘度相對較低，有助于高含量的六氟磷酸鋰充分溶解，并有利于六氟磷酸鋰電離出的鋰離子在正負極之間快速遷移，同時線性碳酸酯與環狀碳酸酯的搭配使用，也有助于增加電解液體系的電化學穩定性，有效降低電解液的副反應。
14、在一些實施方式中，電解液還包括氟代環狀碳酸酯。氟代環狀碳酸酯能夠在負極活性材料表面參與形成sei膜，改善膜組分與特性，能夠有效防護負極活性材料：尤其是在負極含硅的情況下，由于硅膨脹的特性，更加需要對sei成膜的膜組成優化，膜組成優化通過調控電解液中的成膜添加劑的相對比例來調控，氟代環狀碳酸酯參與形成的膜能夠提高sei膜的柔韌性，能夠改善放電末期硅在短時間內放出大量鋰離子導致的結構坍塌；而且氟代環狀碳酸酯具有一定的去溶劑化能力，有利于鋰離子的遷移，能夠改善低soc下的dcr，提升放電功率。
15、在一些實施方式中，氟代環狀碳酸酯包括一氟代碳酸乙烯酯fec、雙氟代碳酸乙烯酯dfec、三氟代碳酸丙烯酯tfpc中的至少一種；可選地，氟代環狀碳酸酯包括一氟代碳酸乙烯酯fec。
16、在一些實施方式中，氟代環狀碳酸酯相對于電解液總質量的質量含量與硅元素的質量含量的比值為(0.01至9.5)：1，可選為(0.01至0.15)：1。上述含量的氟代環狀碳酸酯配合負極極片，能夠顯著改善電池單體的功率性能。
17、在一些實施方式中，基于電解液的總質量，氟代環狀碳酸酯的質量含量與鋰鹽的質量含量的比值為(0.005至0.30)：1，可選為(0.005至0.03)：1。氟代環狀碳酸酯的質量含量與鋰鹽的質量含量的比值在上述范圍時，在兼顧改善sei膜的柔韌性、導離子和導電子性能的基礎上，還能夠減小dcr，從而提升電池的放電功率。
18、在一些實施方式中，基于所述電解液的總質量，所述氟代環狀碳酸酯的質量含量為0.05％至5.80％，可選為0.1％至1.0％。由于硅碳復合物中碳元素能夠有效緩解硅元素的膨脹，因此上述相對較低含量的氟代環狀碳酸酯也可以使得電池單體的放電功率性能得到顯著改善。
19、在一些實施方式中，鋰鹽還包括含氟無機磷酸鹽和含氟無機硼酸鹽中的至少一種。含氟無機磷酸鹽和含氟無機硼酸鹽能夠參與形成sei膜中的無機組分，有利于提升sei膜的導離子和導電子性能，且所形成的sei膜的界面離子阻抗較低，有利于鋰離子的傳輸，能夠改善低soc下的dcr。
20、在一些實施方式中，基于電解液的總質量，含氟無機磷酸鹽的質量含量為0.05％至0.50％，可選為0.10％至0.30％。上述含量的含氟無機磷酸鹽配合負極極片，能夠顯著改善電池單體的功率性能。
21、在一些實施方式中，基于電解液的總質量，含氟無機硼酸鹽的質量含量為0.05％至0.50％，可選為0.10％至0.30％。上述含量的含氟無機硼酸鹽配合負極極片，能夠顯著改善電池單體的功率性能。
22、在一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電池單體，包括：
2.根據權利要求1所述的電池單體，其中，所述硅碳復合物中硅元素相對于所述負極活性材料總質量的質量含量大于等于4.0％且小于等于7.0％。
3.根據權利要求1或2所述的電池單體，其中，
4.根據權利要求3所述的電池單體，其中，基于所述負極活性材料的總質量，所述硅碳復合物的質量含量為5.75％至10％。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的電池單體，其中，所述碳基材料包括人造石墨和天然石墨中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的電池單體，其中，所述碳基材料包括人造石墨。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的電池單體，其中，
8.根據權利要求7所述的電池單體，其中，
9.根據權利要求7或8所述的電池單體，其中，
10.根據權利要求9所述的電池單體，其中，
11.根據權利要求7至10中任一項所述的電池單體，其中，
12.根據權利要求11所述的電池單體，其中，
13.根據權利要求11或12所述的電池單體，其中，
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