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CN120048908B - 正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置 - Google Patents

正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置

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CN120048908B
CN120048908B CN202510528687.4A CN202510528687A CN120048908B CN 120048908 B CN120048908 B CN 120048908B CN 202510528687 A CN202510528687 A CN 202510528687A CN 120048908 B CN120048908 B CN 120048908B
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CN
China
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battery cell
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layer
composite current
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梁光伟
林明峰
王飞
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Jiangsu Contemporary Amperex Technology Ltd
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Abstract

本公开提供了一种正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置。电池单体包括电极组件，电极组件包括卷绕设置的负极极片、隔离膜和正极极片，正极极片包括正极复合集流体，正极复合集流体包括支撑层，以及位于支撑层至少一侧表面的导电层；朝向卷绕轴线方向的导电层沿正极复合集流体的长度方向间隔设置，相邻两个导电层之间的间隙沿正极复合集流体的宽度方向贯通设置；正极复合集流体包括平直区和弯折区，导电层的至少部分位于平直区，相邻两个导电层之间的间隙位于弯折区。本公开的电池单体可以减少卷绕式电池单体在弯折区出现析锂或析钠的情况，从而提升了电池单体的可靠性。

Description

正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置
技术领域
本公开涉及电池领域，具体涉及一种正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置。
背景技术
卷绕式结构的电极组件由于工艺成熟、成本较低被广泛应用于锂离子或钠离子电池单体中。但卷绕式电极组件的弯折区存在析锂或析钠的问题，降低了电池单体的可靠性。
发明内容
本公开提供一种正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置，其能减少卷绕式电池单体在弯折区出现析锂或析钠的情况，从而提升了电池单体的可靠性。
第一方面，本公开提供一种电池单体，包括电极组件，电极组件包括卷绕设置的负极极片、隔离膜和正极极片，正极极片包括正极复合集流体，正极复合集流体包括支撑层，以及位于支撑层至少一侧表面的导电层；朝向卷绕轴线方向的导电层沿正极复合集流体的长度方向间隔设置，相邻两个导电层之间的间隙沿正极复合集流体的宽度方向贯通设置；正极复合集流体包括平直区和弯折区，导电层的至少部分位于平直区，相邻两个导电层之间的间隙位于弯折区。
本公开实施例通过在正极复合集流体的弯折区设置无导电层的间隙，且支撑层不具有导电子的能力，由此减少了弯折区支撑层表面的正极活性材料中活性离子发生得失电子的概率，从而降低了卷绕式电池单体弯折区析锂或析钠的发生概率，提升了电池单体的可靠性。
在一些实施例中，导电层位于支撑层两侧表面；朝向卷绕轴线方向的导电层沿正极复合集流体的长度方向间隔设置，以及背离卷绕轴线方向的导电层沿正极复合集流体的长度方向间隔设置。
本公开实施例通过使支撑层两侧的导电层均间隔设置，弯折区相邻两个导电层之间的间隙处的正极活性物质因不发生得失电子的电化学反应，因此其在电池单体的使用过程中的膨胀较小，可以减小正极极片在弯折区的应力，提升了电极组件在弯折处的结构稳定性。同样，由于进一步减少了弯折区支撑层表面的正极活性材料中活性离子发生得失电子的概率，从而进一步降低了卷绕式电池单体弯折区析锂或析钠的发生概率，从而进一步提升电池单体的循环性能和可靠性。
在一些实施例中，导电层位于平直区。由此可以使相邻两个导电层之间的间隙全部位于弯折区，进一步减少了弯折区活性离子发生得失电子的概率，从而降低了卷绕式电池单体弯折区析锂或析钠的发生概率，提升了电池单体的循环性能和可靠性。
在一些实施例中，支撑层的孔隙率为10%-30%。
在一些实施例中，支撑层的平均孔径为100nm-10μm。
在一些实施例中，支撑层的厚度为1μm-5μm。
支撑层的孔隙率、平均孔径或厚度中的一个或多个在上述范围内，有利于电解液对弯折区的浸润，进一步减少弯折区析锂或析钠的发生，还可以使支撑层具有较高的机械性能，从而进一步提升了电池单体的循环性能和可靠性。
在一些实施例中，支撑层的材料包括聚对苯二甲酸酯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚苯乙烯及其各自的衍生物中的一种或多种。
在一些实施例中，导电层的厚度为3μm-10μm。由此可以兼顾正极复合集流体的导电性和电池单体的能量密度。
在一些实施例中，相邻两个导电层之间的间隙宽度Dn为5mm-10mm，n为大于等于1的整数。
在一些实施例中，由内层向外层沿电极组件的卷绕方向，Dn满足：D1= D2＜D3= D4＜……＜ Dn-1= Dn。
在一些实施例中，由内层向外层沿电极组件的卷绕方向，Dn满足：D1= D2= D3= D4=……= Dn-1= Dn。
在一些实施例中，根据最内层弯折区的半径、负极极片的厚度、正极极片的厚度、隔离膜的厚度以及正极极片与负极极片之间的空隙，计算得到Dn。
在一些实施例中，正极极片的厚度为100μm-200μm。
在一些实施例中，负极极片的厚度为100μm-200μm。
在一些实施例中，隔离膜的厚度为5μm-20μm。
在一些实施例中，正极极片与负极极片之间的空隙为10μm-100μm。
本公开实施例通过调节正极极片的厚度、负极极片的厚度、隔离膜的厚度或正极极片与负极极片之间的空隙中的一个或多个在上述范围内，可以使电池单体具有良好的机械性能的同时，还具有较高的能量密度。
在一些实施例中，导电层包括金属，金属包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的一种或多种。
在一些实施例中，正极极片还包括设置于正极复合集流体至少一侧表面的正极膜层；正极膜层的压实密度为1-5g/cm3。由此可以提升电池单体的能量密度，以及可以使正极活性材料被充分压实，减少循环过程中脱粉的现象。
第二方面，本公开提供一种正极复合集流体，正极复合集流体包括支撑层，以及位于支撑层至少一侧表面的导电层；朝向卷绕轴线方向的导电层沿正极复合集流体的长度方向间隔设置，相邻两个导电层之间的间隙沿正极复合集流体的宽度方向贯通设置；正极复合集流体包括平直区和弯折区，导电层的至少部分对应平直区，相邻两个导电层之间的间隙位于弯折区。
第三方面，本公开提供一种电池装置，包括多个本公开第一方面的电池单体。
第四方面，本公开提供一种用电装置，包括本公开第一方面的电池单体或本公开第三方面的电池装置。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对本公开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公开的一些实施方式，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为本公开一些实施例提供的电池单体的示意图。
图2为本公开一些实施例提供的用电装置的示意图。
图3为本公开一些实施例提供的一种正极复合集流体卷绕后的结构示意图。
图4为本公开一些实施例提供的一种正极复合集流体卷绕前的主视图。
图5为本公开一些实施例提供的一种正极复合集流体卷绕前的俯视图。
图6为本公开一些实施例提供的另一种正极复合集流体卷绕前的结构示意图。
图7为本公开一些实施例提供的又一种正极复合集流体卷绕前的结构示意图。
图8为本公开一些实施例提供的另一种正极复合集流体卷绕后的结构示意图。
图9为本公开一些实施例提供的又一种正极复合集流体卷绕后的结构示意图。
其中，10、正极复合集流体；11、支撑层；12、导电层；20、第一表面；30、第二表面。
附图中，附图未必按照实际的比例绘制。
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公开的正极复合集流体、电池单体、电池装置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公开而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本公开所公开的“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60-120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，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：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本公开中，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，本公开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，并且这样的技术方案应被认为包含在本公开的内容中。
如果没有特别的说明，本公开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，并且这样的技术方案应被认为包含在本公开的内容中。
如果没有特别的说明，本公开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，所述方法包括步骤（a）和（b），表示所述方法可以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以包括步骤（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），也可以包括步骤（a）、（c）和（b），也可以包括步骤（c）、（a）和（b）等。
在本公开中，术语“多个”、“多种”是指两个或两种以上。
在本公开实施例的描述中，如果没有特别的说明，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
除非另有说明，本公开中提到的各参数的测试温度均为25℃。
本公开实施例中所提到的电池单体独自能够实现充放电的功能。电池单体可呈长方体或其它形状。如图1是作为一个示例的长方体结构的电池单体5。
本公开的实施例中所提到的电池装置（Battery Apparatus）可以包括一个或多个电池单体组件（Battery Cell Assembly），用于提供电压和容量。电池单体组件可包括多个电池单体，多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联连接。
在一些实施例中，电池单体组件通常由多个电池单体排列形成。
作为示例，电池单体组件可以为电池模组（Battery Module），电池模组由多个电池单体排列并固定形成一个独立模块。作为示例，电池模组可以通过扎带捆绑多个电池单体形成。
在一些实施例中，电池装置可以为电池包（Battery Pack），电池包包括箱体和一个或多个电池单体组件，电池单体组件容纳于箱体中。
作为示例，电池单体组件可以为电池模组，电池单体组件可通过将电池模组固定于箱体中的方式容纳于箱体中。
作为示例，电池单体组件也可通过将多个电池单体直接固定于箱体的方式容纳于箱体中。
作为示例，箱体可包括第一箱体和第二箱体。第一箱体和第二箱体扣合，使得箱体内部形成封闭空间，以收纳电池单体组件。这里的封闭指盖住或关闭，可以是密封，也可以是非密封。第一箱体可为顶盖或者底板。
作为示例，箱体可包括顶盖、框架和底板。顶盖和底板分别与框架连接，使得箱体内部形成封闭空间，以收纳电池单体组件。
在一些实施例中，箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如，箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分，或者，箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
本公开实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池单体、电池装置的用电装置，例如可以但不限于是移动设备（例如手机、平板电脑、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。电池单体、电池装置用于存储或提供电能。
图2是作为一个示例的用电装置的示意图。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。
正极活性材料和负极活性材料在电池单体的循环过程中会发生膨胀，导致卷绕式电芯弯折区的电解液被挤出，使弯折区因电解液浸润不良而发生析锂或析钠。另外，由于卷绕，使得弯折区的正极朝向卷绕轴线的一面（也可称为正极凹面）的面积大于负极背离卷芯的一面（也可称为负极凸面）的面积，这可能使得正极凹面的脱锂或脱钠能力大于负极凸面的嵌锂或嵌钠能力，从而使负极凸面发生析锂或析钠，进而使电池单体的可靠性受到影响。
相关技术中，通过使正极极片弯折区的正极活性材料的单位面积容量小于正极极片平直区的正极活性材料的单位面积容量，且使涂覆时弯折区的面密度小于平直区的面密度，可以达到避免弯折区正极脱锂能力大于负极嵌锂能力的目的，最终减少弯折区的析锂问题。但其仍存在正极和负极在循环过程中因膨胀而使弯折区因电解液浸润不良而析锂的问题。
鉴于此，本公开提供一种正极复合集流体、电池单体、电池装置和用电装置，其能减少卷绕式电池单体在弯折区出现析锂或析钠的情况，从而提升了电池单体的可靠性。
一种电池单体，包括电极组件，电极组件包括卷绕设置的负极极片、隔离膜和正极极片，正极极片包括正极复合集流体10，如图3-图5所示，正极复合集流体10包括支撑层11，以及位于支撑层11至少一侧表面的导电层12；
朝向卷绕轴线方向的导电层12沿正极复合集流体10的长度方向间隔设置，相邻两个导电层12之间的间隙沿正极复合集流体10的宽度方向贯通设置；
正极复合集流体10包括平直区S1和弯折区S2，导电层12的至少部分位于平直区S1，相邻两个导电层12之间的间隙位于弯折区S2。
如图5所示，x方向为正极复合集流体的长度方向，y方向为正极复合集流体的宽度方向。相邻两个导电层之间的间隙在正极复合集流体的宽度方向延伸，以将导电层相分隔。弯折区因电极组件的卷绕而形成，弯折区的延伸方向与卷绕轴线的延伸方向相平行。
可以理解的是，无论是电解液浸润不良，还是正极脱锂能力大于负极嵌锂能力所导致的析锂或析钠，其原因皆可以归为弯折区的锂离子或钠离子发生氧化还原的电化学反应的不平衡。
本公开实施例通过在正极复合集流体的弯折区设置无导电层的间隙，且支撑层不具有导电子的能力，由此减少了弯折区支撑层表面的正极活性材料中活性离子发生得失电子的概率，从而降低了卷绕式电池单体弯折区析锂或析钠的发生概率，提升了电池单体的可靠性。
本公开实施例中的电极组件卷绕设置，由此正极复合集流体的弯折区具有凹部和凸部，凹部面向电极组件的卷绕轴线方向。同样正极极片于弯折区具有第一凸面和第一凹面，负极极片于弯折区具有第二凸面和第二凹面。
通常情况下，相较于平直区，弯折区的外层极片比内层极片具有更大的表面积。将负极极片、隔离膜、正极极片，按照由第一层到最后一层依次为隔离膜、负极极片、隔离膜、正极极片、隔离膜、负极极片……的顺序进行叠放，并通过卷绕的方式形成电芯。此时，正极极片相对于负极极片位于卷绕后的电极组件的外层，即，当外层是正极极片、内层是负极极片时，在相同的单位面积容量下，对于正极极片脱出的锂离子或钠离子，负极极片由于嵌锂或嵌钠空间不足无法全部嵌入这些锂离子或钠离子，导致析锂或析钠的发生。且在弯折区，正极极片或负极极片面向卷绕轴线一侧的活性材料层受到挤压聚集，极片内应力增加，不利于活性离子在充放电过程中的脱嵌，正极极片或负极极片背离卷绕中心一侧的活性材料层会发生松散，使得正极极片或负极极片越靠近卷绕中心，极片受到的应力差异越大，析锂或析钠越严重。
因此，将朝向卷绕轴线方向的导电层沿正极复合集流体的长度方向间隔设置，可以降低卷绕式电池单体弯折区析锂或析钠的发生概率，从而提升了电池单体的可靠性。
在一些实施例中，如图4所示，正极复合集流体具有沿厚度方向相对的第一表面20和第二表面30，在卷绕后，第一表面20朝向卷绕轴线，第二表面30背向卷绕轴线。
在一些实施例中，如图6和图7所示，导电层12位于支撑层11两侧表面；朝向卷绕轴线方向的导电层12沿正极复合集流体10的长度方向间隔设置，以及背离卷绕轴线方向的导电层12沿正极复合集流体10的长度方向间隔设置。
本公开实施例通过使支撑层两侧的导电层均间隔设置，弯折区相邻两个导电层之间的间隙处的正极活性物质因不发生得失电子的电化学反应，因此其在电池单体的使用过程中的膨胀较小，可以减小正极极片在弯折区的应力，提升了电极组件在弯折处的结构稳定性。同样，由于进一步减少了弯折区支撑层表面的正极活性材料中活性离子发生得失电子的概率，从而进一步降低了卷绕式电池单体弯折区析锂或析钠的发生概率，进一步提升电池单体的循环性能和可靠性。
如图8所示，在一些实施例中，导电层12位于平直区S1，以及导电层12位于弯折区S2。
如图9所示，在一些实施例中，导电层12位于平直区S1。
本公开实施例通过使导电层位于平直区，可以使相邻两个导电层之间的间隙全部位于弯折区，进一步减少了弯折区活性离子发生得失电子的概率，从而降低了卷绕式电池单体弯折区析锂或析钠的发生概率，提升了电池单体的循环性能和可靠性。
在一些实施例中，支撑层的孔隙率可以为10%-30%，例如可以为10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、24%、26%、28%、30%，或上述任意两个数值组成的范围。
在一些实施例中，支撑层的平均孔径可以为100nm-10μm例如可以为100nm、500nm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm，或上述任意两个数值组成的范围。
支撑层的孔隙率或平均孔径在上述范围内，有利于电解液对弯折区的浸润，进一步减少弯折区析锂或析钠的发生，还可以使支撑层具有较高的机械性能，从而进一步提升了电池单体的循环性能和可靠性。
在一些实施例中，支撑层的材料可以包括聚对苯二甲酸酯、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、环氧树脂、聚苯乙烯（PS）及其各自的衍生物中的一种或多种。
支撑层的厚度和导电层的厚度可以根据正极极片的厚度进行设定。
在一些实施例中，支撑层的厚度可以为1μm-5μm，例如可以为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm，或上述任意两个数值组成的范围。由此可以进一步提升电解液对弯折区的浸润性，减少弯折区析锂或析钠的发生，还可以使支撑层具有较高的机械性能，从而进一步提升了电池单体的循环性能和可靠性。
在一些实施例中，导电层的厚度可以为3μm-10μm，例如可以为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm，或上述任意两个数值组成的范围。
本公开实施例采用正极复合集流体可以提升电池单体的质量能量密度。导电层的厚度在上述范围内，可以兼顾正极复合集流体的导电性和电池单体的能量密度。
支撑层的厚度和导电层的厚度均指其平均厚度，可以采用万分尺进行测量。
在一些实施例中，相邻两个导电层之间的间隙宽度Dn为5mm-10mm，n为大于等于1的整数。
将正极复合集流体进行卷绕后，自正极复合集流体位于最内部的一端至位于最外部的另一端n从1到n依次增大。
在一些实施例中，沿x方向，导电层的宽度为Ln，n为大于等于1的整数。
在一些实施例中，由内层向外层沿电极组件的卷绕方向，Dn满足：D1= D2= D3= D4=……= Dn-1= Dn。在Dn满足：D1= D2= D3= D4=……= Dn-1= Dn的情况下，Ln满足：L1＜ L2＜ L3＜L4＜……＜ Ln-1＜ Ln。
在一些实施例中，由内层向外层沿电极组件的卷绕方向，Dn满足：D1= D2＜ D3= D4＜……＜Dn-1= Dn。在Dn满足：D1= D2＜ D3= D4＜……＜ Dn-1= Dn的情况下，Li满足：L1≈ L2≈ L3≈…… ≈ Ln。
需要说明的是，电极组件的卷绕方向可以指正极极片位于最内部的一端朝向正极极片位于最外部的另一端的延伸方向，并非特指电极组件形成过程中的卷绕方向。
可以理解的是，卷绕在内层的极片的弯折程度和幅度大于卷绕在外层的极片。因此，在卷绕式电极组件中，越靠近电极组件卷绕轴线的部分越容易析锂或析钠，同样在电极组件在膨胀时，越靠近卷绕式电极组件的卷绕轴线的圈层被挤压越严重。
随着卷绕半径的逐渐增大，从内层至外层沿卷绕方向，弯折区的长度逐渐增大，因此需要相邻两个导电层之间的间隙的宽度尽可能随弯折区的长度的变化而变化，从而使沿卷绕方向，多个间隙更大范围地覆盖其所对应的弯折区。即，使每层相邻导电层之间的间隙的宽度与对应的弯折区的长度尽可能地匹配，由此可以进一步改善在弯折区析锂或析钠的问题，从而可以进一步提升了电池单体的循环性能和可靠性。
在一些实施例中，Dn为正极复合集流体对应层弯折区对应圆弧周长的一半。
在一些实施例中，根据最内层弯折区的半径、负极极片的厚度、正极极片的厚度、隔离膜的厚度以及正极极片与负极极片之间的空隙，计算得到Dn。
正极极片与负极极片之间的空隙指沿电极组件厚度方向正极极片与负极极片之间的距离。上述距离包括正极极片与负极极片之间隔离膜的厚度，并且正极极片与负极极片之间的距离为裸电芯入壳后注液前测得的距离。
在一些实施例中，Dn的计算公式如式（1）所示：
D2i-1= π×[r+i×x+i×y+2i×z+w×（i+1）]（1）
r为最内层弯折区的半径，x为负极极片的厚度，y为正极极片的厚度，z为隔离膜的厚度，w为正极极片与负极极片之间的空隙。i为弯折区正极极片的层数，n可以为1、2、3……2i-1、2i。通过上述公式计算得到的Dn可以使正极极片弯折区的长度与导电层之间的间隙基本对应，从而进一步降低了弯折区析锂或析钠的问题。
在一些实施例中，由内层向外层沿电极组件的卷绕方向，Dn满足：D1= D2＜D3= D4＜……＜ Dn-1= Dn，且Dmax为5mm-10mm。
在一些实施例中，由内层向外层沿电极组件的卷绕方向，Dn满足：D1= D2= D3= D4=……= Dn-1= Dn，且Dmax为5mm-10mm。
Dn满足Dmax为5mm-10mm，即，在通过公式（1）计算得到的Dn>Dmax的情况下，则Dn取值为Dmax。由此可以在减少卷绕式电池单体在弯折区出现析锂或析钠的情况，以及提升电池单体的可靠性的同时，兼顾电池单体的质量能量密度。
在一些实施例中，正极极片的厚度可以为100-200μm。
在一些实施例中，负极极片的厚度可以为100-200μm。
在一些实施例中，隔离膜的厚度可以为5-20μm。
在一些实施例中，正极极片与负极极片之间的空隙可以为10μm-100μm。
本公开实施例通过调节正极极片的厚度、负极极片的厚度、隔离膜的厚度或正极极片与负极极片之间的空隙中的一个或多个在上述范围内，可以使电池单体具有良好的机械性能的同时，还具有较高的能量密度。
在一些实施例中，导电层包括金属，金属包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银、银合金中的一种或多种。
在一些实施例中，电池单体的N/P可以为1-1.2。N/P指负极容量与正极容量的比值。
在一些实施例中，正极极片还可以包括设置于正极复合集流体至少一侧表面的正极膜层。
在一些实施例中，正极膜层的压实密度可以为1-5g/cm3。
正极膜层的压实密度在上述范围内，可以提升电池单体的能量密度，以及使正极活性材料被充分压实，减少循环过程中脱粉的现象。
在一些实施例中，正极膜层设置于导电层的表面，以及正极膜层设置于支撑层的表面。
以锂离子电池单体为例：正极活性材料可以包括锂过渡金属氧化物及其改性材料、含锂磷酸盐及其改性材料、钛酸锂、硫、硒、碲中的一种或多种。
可选地，锂过渡金属氧化物的示例可以包括但不限于锂钴氧化物、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、富锂锰基材料中的一种或多种。
可选地，含锂磷酸盐的示例可以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的一种或多种。
在一些实施例中，为了进一步提升电池单体的能量密度，正极活性材料可以包括通式为LiaNibCocMdOeAf的锂过渡金属氧化物及其改性材料中的一种或多种。0.8≤a≤1.2，0.5≤b＜1，0＜c＜1，0＜d＜1，1≤e≤2，0≤f≤1，M可以包括Mn、Al、Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti和B中的一种或多种，A可以包括N、F、S和Cl中的一种或多种。
作为示例，正极活性材料可以包括但不限于LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（简写为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（简写为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（简写为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（简写为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（简写为NCM811）、LiNi0.83Mn0.08Co0.07O2（简写为Ni83）、LiNi0.90Mn0.05Co0.05O2（简写为Ni90）、LiNi0.94Mn0.03Co0.03O2（简写为Ni94）、LiNi0.96Co0.02Mn0.02O2（简写为Ni96）、LiNi0.80Co0.15Al0.05O2、LiFePO4、LiMnPO4及其各自的改性材料中的一种或多种。
以钠离子电池单体为例：正极活性材料可以包括但不限于含钠过渡金属氧化物、聚阴离子材料（如磷酸盐、氟磷酸盐、焦磷酸盐、硫酸盐等）、普鲁士蓝类材料中的一种或多种。
作为示例，正极活性材料可以包括但不限于NaFeO2、NaCoO2、NaCrO2、NaMnO2、NaNiO2、NaNi1/2Ti1/2O2、NaNi1/2Mn1/2O2、Na2/3Fe1/3Mn2/3O2、NaNi1/3Co1/3Mn1/3O2、NaFePO4、NaMnPO4、NaCoPO4、普鲁士蓝类材料、通式为XpM’q(PO4)rOxY3-x的材料中的一种或多种。在通式XpM’q(PO4)rOxY3-x中，0＜p≤4，0＜q≤2，1≤r≤3，0≤x≤2，X包括但不限于H+、Li+、Na+、K+和NH4 +中的一种或多种，M’为过渡金属阳离子，可选地包括但不限于V、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn中的一种或多种，Y为卤素阴离子，可选地为F、Cl和Br中的一种或多种。
电池单体在充放电过程中会伴随Li或Na的脱嵌及消耗，电池单体在放电到不同状态时Li或Na的摩尔含量不同。本公开中关于正极活性材料的列举中，Li或Na的摩尔含量为材料初始状态，即投料前状态，正极活性材料应用于电池单体中，经过充放电循环，Li或Na的摩尔含量会发生变化。本公开中关于正极活性材料的列举中，O的摩尔含量仅为理论状态值，晶格释氧会导致O的摩尔含量发生变化，实际O的摩尔含量也会出现浮动。
上述各正极活性材料的改性材料可以是对正极活性材料进行掺杂改性和/或表面包覆改性。
在一些实施例中，正极膜层还可以包括正极粘结剂，正极粘结剂可以包括但不限于聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、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、含氟丙烯酸酯类树脂中的一种或多种。
在一些实施例中，正极膜层还可以包括正极导电剂，正极导电剂可以包括但不限于超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、气相生长碳纤维（VGCF）中的一种或多种。
[正极复合集流体]
一种正极复合集流体，正极复合集流体包括支撑层，以及位于支撑层至少一侧表面的导电层；
朝向卷绕轴线方向的导电层沿正极复合集流体的长度方向间隔设置，相邻两个导电层之间的间隙沿正极复合集流体的宽度方向贯通设置；
正极复合集流体包括平直区和弯折区，导电层的至少部分对应平直区，相邻两个导电层之间的间隙位于弯折区。
[正极复合集流体的制备方法]
在一些实施例中，正极复合集流体的制备方法包括：在支撑层的至少一侧表面间隔设置导电层。
在一些实施例中，导电层的设置方式可以包括但不限于气相沉积、化学镀、电镀、粘结、机械辊轧。
示例性地，可以通过气相沉积的方式形成导电层，由此可以提升导电层和支撑层之间的结合力。
在一些实施例中，支撑层的制备方法可以包括熔融-挤出-双向拉伸法。
在形成导电层之前可以在支撑层表面覆盖掩膜，从而一步得到具有间隙的导电层；也可以在形成导电层后通过化学腐蚀、激光刻蚀等方式制备得到具有间隙的金属导电层。
[负极极片]
负极极片的结构和组成可根据电池单体的种类进行选择，本公开实施例对此并不限制。
在一些实施例中，负极极片可以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材料的负极膜层。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。
负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、中间相微碳球、硅基材料和锡基材料等。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至少一种。锡基材料可以包括单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本公开并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池单体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。
在一些实施例中，负极膜层还可以包括负极导电剂。作为示例，负极导电剂可以包括但不限于超导碳、导电石墨、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维中的一种或多种。
在一些实施例中，负极膜层还可以包括负极粘结剂。作为示例，负极粘结剂可以包括但不限于丁苯橡胶（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）、羧甲基壳聚糖（CMCS）中的一种或多种。
在一些实施例中，负极膜层还可以包括其他助剂。作为示例，其他助剂可以包括增稠剂，例如，羧甲基纤维素钠（CMC）、PTC热敏电阻材料等。
负极膜层通常是将负极浆料涂布在负极集流体上，经干燥、冷压而成的。负极浆料通常是将负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂、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，在一些实施例中，负极极片还可以包括夹在负极集流体和负极膜层之间、设置于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）；在一些实施例中，负极极片还可以包括覆盖在负极膜层表面的保护层。
在一些实施例中，负极极片可以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金属层，金属层中的金属材料可以包括锂单质、锂合金中的一种或多种。
锂合金可以是金属锂与其他金属元素或非金属元素形成的合金。作为示例，锂合金中的其他金属元素可以包括锡、锌、铝、镁、银、金、镓、铟、铂中的一种或多种元素，锂合金中的非金属元素可以包括硼、碳、硅中的一种或多种元素。
在一些实施例中，负极极片可以采用锂片（箔）或锂合金片（箔）。
在一些实施例中，负极极片可以包括负极集流体，不包括金属层，由此以组装形成无负极锂金属电池单体。无负极锂金属电池单体循环充放电过程中，正极的锂会在负极侧以锂金属的形式析出与剥离。
在一些实施例中，负极集流体可以包括采用金属箔、导电聚合物材料、碳材料或复合集流体。作为金属箔片的示例，可以采用纯金属、合金、经过表面处理的金属，包括但不限于不锈钢、铜、铝、镍、钛或银等。复合集流体可以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，金属材料可以包括但不限于铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、铝、铝合金、银和银合金中的一种或多种。作为示例，高分子材料可以包括但不限于聚丙烯（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）和聚乙烯（PE）中的一种或多种。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形成。
在一些实施例中，负极极片可以采用泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为负极极片时，泡沫金属表面可以不设置负极活性材料，当然也可以设置负极活性材料。
作为示例，在负极集流体内可以填充或/和沉积负极活性材料。
[隔离膜]
在一些实施例中，隔离膜设置在正极和负极之间。本公开实施例的隔离膜可以选用具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例，隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、陶瓷中的至少一种。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。
可选地，在隔离膜表面还可以涂敷无机颗粒涂层、有机颗粒涂层或者有机/无机复合涂层。
[电解质]
电池单体包括电解质，电解质在正、负极之间起到传导离子的作用，本公开实施例对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以包括固态电解质、凝胶态电解质及液态电解质（即电解液）中的一种或多种。
在一些实施例中，电解质采用电解液，电解液包括电解质盐和溶剂。
电解质盐的种类不受具体的限制，可根据实际需求进行选择。
以锂离子电池单体为例，电解质盐可以包括但不限于六氟磷酸锂（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）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟磷酸锂（LiPO2F2）、二氟二草酸磷酸锂（LiDFOP）和四氟草酸磷酸锂（LiTFOP）中的一种或多种。
以钠离子电池单体为例，电解质盐可以包括但不限于六氟磷酸钠（NaPF6）、四氟硼酸钠（NaBF4）、高氯酸钠（NaClO4）、六氟砷酸钠（NaAsF6）、双氟磺酰亚胺钠（NaFSI）、双三氟甲磺酰亚胺钠（NaTFSI）、三氟甲磺酸钠（NaTFS）、二氟草酸硼酸钠（NaDFOB）、二草酸硼酸钠（NaBOB）、二氟磷酸钠（NaPO2F2）、二氟二草酸磷酸钠（NaDFOP）和四氟草酸磷酸钠（NaTFOP）中的一种或多种。
溶剂的种类不受具体的限制，可根据实际需求进行选择。
在一些实施方式中，溶剂可包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯（PPC）、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）、碳酸亚丁酯（BC）、氟代碳酸亚乙酯（FEC）、甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、乙酸丙酯（PA）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）、丙酸丙酯（PP）、丁酸甲酯（MB）、丁酸乙酯（EB）、1,4-丁内酯（GBL）、环丁砜（SF）、二甲砜（MSM）、甲乙砜（EMS）及二乙砜（ESE）中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
在一些实施例中，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，也可以包括正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池单体过充/快充性能的添加剂、改善电池单体高温性能的添加剂、改善电池单体低温性能的添加剂等。
其中，凝胶态电解质包括作为骨架网络的聚合物，并可搭配离子液体-锂盐使用。
其中，固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例，聚合物固态电解质的聚合物可以包括聚醚（聚氧化乙烯）、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体、纤维素等。
作为示例，无机固态电解质可以为氧化物固体电解质（晶态的钙钛矿、锂超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜）、硫化物固体电解质（晶态的锂超离子导体、非晶体硫化物）以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例，复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
在一些实施例中，电池单体还可以包括外包装。外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。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，如铝塑膜、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚丁二酸丁二醇酯（PBS）中的一种或多种。
电池单体的制备方法是公知的。在一些实施例中，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形成电极组件，示例性地，将正极极片、隔离膜、负极极片通过在卷芯棒上进行卷绕，形成圆柱结构，将卷芯棒取出之后，对圆柱结构进行压扁，进而形成卷绕式电芯。将电极组件置于外包装中，烘干后注入上述电解液，经过真空封装、静置、化成等工序，得到电池单体。
实施例
下述实施例更具体地描述了本公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本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
正极复合集流体的制备：
对厚度为5μm的支撑层聚丙烯（PP）表面进行清洗处理，将清洗后的支撑层置于真空镀室内，以1300℃-2000℃的高温将金属蒸发室内的高纯铝丝熔化蒸发，蒸发后的金属铝经过真空镀室内的冷却系统，最后于支撑层的两侧形成厚度为5μm的铝金属导电层。使用激光刻蚀在铝金属导电层上按照电芯弯折区为i=40层正极极片的需求刻蚀出相应的间隙，得到正极复合集流体。间隙的宽度按照D2i-1= π×[r+i×x+i×y+2i×z+w×（i+1）]的计算得到，且Dn满足公式，D1=D2＜D3=D4＜……＜D79=D80，Dmax=10mm，正极极片厚度为110μm，负极极片的厚度为135μm，隔离膜的厚度为15μm，正极极片和负极极片之间的间隙为25μm，夹针半径为3mm。
正极极片的制备：
将正极活性材料0.4（Li2MnO3）·0.6（LiNi0.5Mn0.5O2）、正极导电剂乙炔黑、正极粘结剂聚偏氟乙烯（PVDF）按质量比为94:4:2进行混合，加入溶剂N-甲基吡咯烷酮，充分搅拌混合均匀得到正极浆料。将正极浆料涂布于正极复合集流体的两侧表面，之后通过烘干、冷压、模切等工序得到正极极片，正极膜层的压实密度为1.65g/cm3。
负极极片的制备：
将负极活性材料石墨、负极导电剂乙炔黑、负极粘结剂丁苯橡胶（SBR）、羧甲基纤维素钠（CMC）按照质量比为94：2：3：1进行混合，加入溶剂去离子水，充分搅拌混合均匀得到负极浆料。将负极浆料涂布于常规负极集流体铜箔的两侧表面，之后通过烘干、冷压、模切等工序得到负极极片。负极膜层的压实密度为1.65g/cm3。
电解液的制备：
在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯（EC）、聚碳酸酯（PC）、碳酸二甲酯（DMC）按照质量比为EC：PC：DMC = 3：3：3进行混合，然后加入LiPF6、VC、DTD以及PS，搅拌均匀后，得到电解液。电解液中LiPF6的浓度为1mol/L，VC、DTD、PS的质量百分数分别为3%、1%、1%。
锂离子电池单体的制备：
将模切好的隔离膜、正极极片、负极极片按照由第一层到最后一层依次为隔离膜、负极极片、隔离膜、正极极片、隔离膜、负极极片……的顺序进行叠放，并通过卷绕的方式形成电芯。将电芯装入外包装中并注入上述电解液，之后经化成、老化等工序获得锂离子电池单体。
实施例2
除以下不同之外，锂离子电池单体的制备方法与实施例1相同。
正极复合集流体的制备过程中，于支撑层的两侧形成厚度为5μm的铝金属导电层，但只在其中一侧的铝金属导电层上使用激光刻蚀出相应的间隙，间隙的宽度与实施例1中D1、D3、D5……Dn的数值相同，得到正极复合集流体。且使锂离子电池单体中朝向卷绕轴线方向的导电层沿正极复合集流体的长度方向间隔设置。
实施例3
除正极复合集流体的制备过程中，Dn满足公式，D1= D2= D3= D4=……= D79= D80=D40，且D40根据公式D40= π×[r+i×x+i×y+2i×z+w×（i+1）计算得到，锂离子电池单体的制备方法与实施例1相同。
对比例1
除正极集流体为铝金属集流体之外，锂离子电池单体的制备方法与实施例1相同。
对比例2
除正极复合集流体两侧的导电层均不进行间隔设置之外，锂离子电池单体的制备方法与实施例1相同。
对比例3
除以下不同之外，锂离子电池单体的制备方法与实施例1相同。
将正极活性材料间隔涂布在正极集流体铝箔的两侧表面，得到正极极片。
测试部分
（1）循环容量保持率
在25℃条件下，以1C恒流充电至4.4V，再以4.4V恒压充电至电流降到0.05C，再以1C恒流放电至2.5V，得首圈放电比容量（Cd1）；按照上述步骤反复充放电至500圈，得到循环500圈后的放电比容量记为Cdn。
500圈循环容量保持率（%） = 循环500圈后的放电比容量（Cdn）/首圈放电比容量（Cd1）×100%。
（2）质量能量密度
在25℃的条件下，将锂离子电池单体以0.33C恒流充电至4.4V，继续恒压充电至电流为0.05C；将锂离子电池单体静置5min后，以0.33C恒流放电至2.5V，得到放电能量Q。
锂离子电池单体的质量能量密度（Wh/kg） = 放电能量Q/锂离子电池单体的质量m。
（3）负极极片弯折区析锂等级的判定
按照上述循环方法将电池单体循环500圈后，拆解电池单体，并进一步拆分开正极极片、负极极片，观察负极极片弯折区的析锂情况，判定标准如表1所示。
表1
实施例1-3和对比例1-3的测试结果出示在表2中。
表2
由表2的测试结果可知，本公开实施例可以减少卷绕式电池单体在弯折区出现析锂的情况，提升了电池单体的可靠性。
需要说明的是，本公开不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本公开的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本公开的技术范围内。此外，在不脱离本公开主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其他方式也包含在本公开的范围内。

Claims (14)

1.一种电池单体，包括电极组件，所述电极组件包括卷绕设置的负极极片、隔离膜和正极极片，所述正极极片包括正极复合集流体，其特征在于，
所述正极复合集流体包括支撑层，以及位于所述支撑层至少一侧表面的导电层；
朝向卷绕轴线方向的所述导电层沿所述正极复合集流体的长度方向间隔设置，相邻两个所述导电层之间的间隙沿所述正极复合集流体的宽度方向贯通设置；
所述正极复合集流体包括平直区和弯折区，所述导电层的至少部分位于所述平直区，相邻两个所述导电层之间的间隙位于所述弯折区；
所述正极极片还包括设置于所述正极复合集流体至少一侧表面的正极膜层，所述正极膜层设置于所述导电层的表面，以及所述正极膜层设置于所述支撑层的表面。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述导电层位于所述支撑层两侧表面；
朝向卷绕轴线方向的所述导电层沿所述正极复合集流体的长度方向间隔设置，以及背离卷绕轴线方向的所述导电层沿所述正极复合集流体的长度方向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述导电层位于所述平直区。
4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述支撑层的孔隙率为10%-30%；和/或，
所述支撑层的平均孔径为100nm-10μm；和/或，
所述支撑层的厚度为1μm-5μm。
5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述支撑层的材料包括聚对苯二甲酸酯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚苯乙烯及其各自的衍生物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述导电层的厚度为3μm-10μm。
7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，相邻两个所述导电层之间的间隙宽度Dn为5mm-10mm，n为大于等于1的整数。
8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，
由内层向外层沿所述电极组件的卷绕方向，所述Dn满足：D1 = D2＜ D3 = D4＜……＜Dn-1 = Dn；和/或，
由内层向外层沿所述电极组件的卷绕方向，所述Dn满足：D1 = D2 = D3 = D4 =……=Dn-1 = Dn。
9.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，根据最内层弯折区的半径、所述负极极片的厚度、所述正极极片的厚度、所述隔离膜的厚度以及所述正极极片与所述负极极片之间的空隙，计算得到所述Dn。
10.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体满足以下条件（1）-（4）中的一个或多个：
（1）所述正极极片的厚度为100μm-200μm；
（2）所述负极极片的厚度为100μm-200μm；
（3）所述隔离膜的厚度为5μm-20μm；
（4）所述正极极片与所述负极极片之间的空隙为10μm-100μm。
11.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述导电层包括金属，所述金属包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的一种或多种。
12.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，
所述正极膜层的压实密度为1-5g/cm3。
13.一种电池装置，其特征在于，包括多个权利要求1-12任一项所述的电池单体。
14.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的电池单体或权利要求13所述的电池装置。
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