WO2026000399A1

WO2026000399A1 - 电池和用电装置

Info

Publication number: WO2026000399A1
Application number: PCT/CN2024/102665
Authority: WO
Inventors: 杨周飞; 廖柏翔; 牛从酥; 李晓伟; 裴振兴
Original assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2024-06-28
Filing date: 2024-06-28
Publication date: 2026-01-02
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: CN120127293B; CN120127293A

Abstract

一种电池（2）和用电装置。电池（2）包括多个电池单体（10）和第一汇流部件（30a）。多个电池单体（10）沿电池单体（10）的厚度方向排列，电池单体（10）包括外壳（12）和容纳于外壳内的电极组件（11）。电池单体（10）在厚度方向上的膨胀压强为0.5MPa-2.4MPa。第一汇流部件（30a）电连接至少两个沿厚度方向排列设置的电池单体（10），第一汇流部件（30a）为多层结构。电极组件包括正极片（111）、负极片（112）以及位于正极片（111）和负极片（112）之间的隔离膜（113），正极片（111）包括正极集流体（1111）和设置于正极集流体（1111）至少一侧的正极膜层（1112），正极膜层（1112）中包括正极活性材料，正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，负极片（112）包括负极集流体（1121）和设置于负极集流体（1121）至少一侧的负极膜层（1122），负极膜层（1122）包括负极活性材料，负极活性材料包括碳基材料。

Description

电池和用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，并且更具体地，涉及一种电池和用电装置。

背景技术

电池广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。

在电池技术的发展中，如何提高电池的可靠性，是电池技术中的一个研究方向。

发明内容

本申请提供了一种电池和用电装置，其能提高电池的可靠性。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池，其包括多个电池单体和第一汇流部件。多个电池单体沿电池单体的厚度方向排列，电池单体包括外壳和容纳于外壳内的电极组件。电池单体在厚度方向上的膨胀压强为0.5MPa-2.4MPa。第一汇流部件电连接至少两个沿厚度方向排列设置的电池单体，第一汇流部件为多层结构。电极组件包括正极片、负极片以及位于正极片和负极片之间的隔离膜，正极片包括正极集流体和设置于正极集流体至少一侧的正极膜层，正极膜层中包括正极活性材料，正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，负极片包括负极集流体和设置于负极集流体至少一侧的负极膜层，负极膜层包括负极活性材料，负极活性材料包括碳基材料。

电池单体的膨胀压强与电极组件的密实程度相关，本申请实施例可以允许电池单体在厚度方向上具有大于或等于0.5MPa的膨胀压强，从而提升电极组件的密实程度，提高电池单体的能量密度。电池单体在厚度方向上的膨胀压强小于或等于2.4MPa，可限制电极组件在循环过程中的变形，降低电极组件的隔离件褶皱变形的风险以及正极片和负极片在局部间距增大的风险，减少极化，改善电池单体的循环性能。第一汇流部件具有多层结构，且第一汇流部件的每一层结构均可传输电流，这样可以使第一汇流部件具有较高的过流面积，进而减少第一汇流部件的产热，提升电池的快速充电能力和可靠性。

在过流面积满足要求的前提下，将第一汇流部件设置为多层结构，可以减小第一汇流部件的每一层结构的厚度。电池单体在循环过程中会出现膨胀，从而拉伸第一汇流部件的与电池单体相连的一层结构，第一汇流部件的一层结构具有较小的厚度，其易于变形以适应电池单体的膨胀变形，从而在电池单体10的膨胀压强为0.5MPa-2.4Mpa时，降低电池单体与第一汇流部件的连接处被拉裂的风险，提升电池的可靠性。

采用具有多层结构的第一汇流部件，可适应电池单体的膨胀，并兼顾第一汇流部件的过流能力和可变形能力，从而提升电池的可靠性和快速充电能力。

在一些实施例中，第一汇流部件包括层叠并连接的第一汇流层和第二汇流层，第一汇流层连接至少两个沿厚度方向排列的电池单体。

第一汇流层和第二汇流层均可传输电流，这样可以使第一汇流部件具有较高的过流面积，进而减少第一汇流部件的产热，提升电池的快速充电能力和可靠性。在过流面积满足要求的前提下，将第一汇流部件设置为双层结构，可以减小对第一汇流层的厚度的要求。电池单体在循环过程中会出现膨胀，从而拉伸第一汇流层，第一汇流层具有较小的厚度，其易于变形以适应电池单体的变形，降低电池单体与第一汇流层的连接处被拉裂的风险，提升电池的可靠性。

在一些实施例中，电池单体包括设置于外壳的电极端子，电极端子电连接于电极组件。第一汇流层的不与第二汇流层重叠的部分连接于电极端子。第二汇流层可以避开第一汇流层与电极端子连接处，从而在池单体膨胀时减小第二汇流层对第一汇流层与电极端子连接处的影响，降低与电极端子与第一汇流层的连接处被拉裂的风险，提升电池的可靠性。

在一些实施例中，第一汇流层焊接于电极端子，且第一汇流层与电极端子的焊接面积大于或等于60mm²。第一汇流层与电极端子之间具有较大的过流面积，从而减少焊接处的产热，降低第一汇流层在快速充电时的温升，提升电池的快速充电能力。

在一些实施例中，第一汇流部件包括至少一个弯折部，弯折部连接第一汇流层和第二汇流层。弯折部可以连接第一汇流层和第二汇流层，并在第一汇流层和第二汇流层之间传输电流，从而提升第一汇流部件的过流能力。

在一些实施例中，第一汇流层包括第一汇流部、第二汇流部以及第一缓冲部，第一汇流部和第二汇流部沿厚度方向设置并连接于不同的电池单体，第一缓冲部连接第一汇流部和第二汇流部。第一汇流部和第二汇流部中的至少一者连接于弯折部。在电池单体的循环过程中，电池单体膨胀并对第一汇流层施加拉力；第一缓冲部可以通过变形释放应力，从而减小第一汇流部与电池单体的连接处的受力以及第二汇流部与电池单体的连接处的受力，降低第一汇流层与电池单体连接失效的风险。

在一些实施例中，弯折部与第一缓冲部避开设置。弯折部不与第一缓冲部直接连接，从而减小弯折部对第一缓冲部的变形的影响，降低第一缓冲部变形的难度。

在一些实施例中，第二汇流层包括第一层叠部、第二层叠部和第二缓冲部，第一层叠部与第一汇流部层叠并通过至少一个弯折部连接，第二层叠部与第二汇流部层叠并通过至少一个弯折部连接。第二缓冲部连接第一层叠部和第二层叠部。在第一汇流层与第二汇流层的层叠方向上，第二缓冲部与第一缓冲部至少部分的重叠。

在电池单体的循环过程中，电池单体膨胀并对第一汇流层施加拉力；第一缓冲部和第二缓冲部均可以通过变形释放应力，从而降低第一汇流层与电池单体连接失效的风险。第二缓冲部与第一缓冲部至少部分的重叠，这样可以使第一缓冲部与第二缓冲部的变形区域接近，从而降低第一缓冲部与第二缓冲部在变形时与其它部分干涉的风险。

在一些实施例中，第二缓冲部和第一缓冲部贴合设置，可以节省空间，提升过流能力。

在一些实施例中，电池还包括至少一个第二汇流部件，第二汇流部件为单层结构并连接至少两个电池单体，第二汇流部件的厚度大于第一汇流层的厚度，且第二汇流部件的厚度大于第二汇流层的厚度。在电池中，不同位置的电池单体的膨胀量可能会存在差异。对于膨胀量较小的电池单体，可以采用具有单层结构的第二汇流部件；相较于第一汇流部件，第二汇流部件结构简单，易于制造，可节省成本。第二汇流部件的厚度大于第一汇流层的厚度和第二汇流层的厚度，其过流能力可满足要求。

在一些实施例中，第一汇流层的厚度与第二汇流层的厚度之和等于第二汇流部件的厚度，可减小第一汇流部件与第二汇流部件的过流能力的差异，改善电流一致性。

在一些实施例中，在多个电池单体中，沿厚度方向位于最外侧电池单体连接于第一汇流部件。在充电过程中，多个电池单体的膨胀可能会在厚度方向上叠加，这造成在厚度方向上位于最外侧的电池单体出现的位移较大；采用具有多层结构的第一汇流部件来连接最外侧电池单体，可以降低第一汇流部件与电池单体连接失效的风险。

在一些实施例中，第一汇流层的厚度为1mm-2.5mm，可选为1.2mm-1.8mm。本申请实施例根据电池单体的膨胀压强选择第一汇流层的厚度，可以在一定程度上兼顾第一汇流层的过流能力和第一汇流层的可变形能力，从而提升电池的快速充电能力和可靠性。

在一些实施例中，第二汇流层的厚度为1mm-2.5mm，可选为1.2mm-1.8mm。

在一些实施例中，电池单体的体积能量密度为390Wh/L-450Wh/L，第一汇流层的厚度小于或等于2.5mm；或者，电池单体的体积能量密度为450Wh/L-480Wh/L，第一汇流层的厚度小于或等于2.2mm。

电池单体的膨胀与其体积能量密度相关，本申请根据电池单体的体积能量密度设计第一汇流层的厚度，从而在一定程度上兼顾第一汇流层的过流能力和第一汇流层的可变形能力，从而提升电池的快速充电能力和可靠性。

在一些实施例中，负极活性材料中还包括硅基材料。硅基材料中硅元素在负极活性材料中的质量含量为1％-6％；第一汇流层的厚度为1.2mm-2.2mm，第二汇流层的厚度为1.2mm-2.2mm。

通过引入硅基材料，可以提升负极片的容量，提高电池单体的能量密度。引入硅基材料，还会增大负极片在循环过程中的膨胀，结合硅元素的含量设计第一汇流层的厚度和第二汇流层的厚度，可以降低因引入硅基材料而引发第一汇流层与电池单体连接失效的风险，并满足对第一汇流部件对过流能力的要求。

在一些实施例中，第一汇流层包括第一汇流部、第二汇流部以及连接第一汇流部和第二汇流部的第一缓冲部，第一汇流部和第二汇流部沿厚度方向设置并连接于不同的电池单体。在第一汇流层和第二汇流层的层叠方向上，第一缓冲部凸出于第一汇流部和第二汇流部。第一汇流层在与第一缓冲部对应的位置设有凹部。通过设置凹部，可减小第一缓冲部的强度，便于第一缓冲部在电池单体膨胀时的变形。

在一些实施例中，电池单体的体积能量密度为390Wh/L-450Wh/L，凹部的深度为1.2mm-2.5mm；或者，电池单体的体积能量密度为450Wh/L-480Wh/L，凹部的深度为 1mm-2.2mm。

电池单体的膨胀与其体积能量密度相关，本申请根据电池单体的体积能量密度设计凹部的深度，从而在一定程度上兼顾第一缓冲部的过流能力和第一缓冲部的可变形能力，从而提升电池的快速充电能力和可靠性。

在一些实施例中，电极组件包括两个第一表面和两个第二表面，两个第一表面沿厚度方向相对设置，两个第二表面沿与厚度方向垂直的方向相对设置，第二表面连接两个第一表面。第一表面的面积大于第二表面的面积。

在一些实施例中，电池单体在厚度方向上的膨胀压强为1.5MPa-2.0MPa。将电池单体在厚度方向上的膨胀压强限定在上述范围，可以在电池单体的循环过程中减小电池单体对第一汇流部件的拉力，降低电池单体与第一汇流部件连接失效的风险，提高电池的可靠性。

在一些实施例中，负极膜层的单面涂布重量为90mg/1540mm²至170mg/1540mm²，可选为110mg/1540mm²至150mg/1540mm²。负极膜层的单面涂布重量与负极膜层的膨胀相关，将负极膜层的单面涂布重量限定在上述范围，能够在一定程度上兼顾电池单体的能量密度和膨胀压强，减小电池单体的变形，降低电池单体与第一汇流部件连接失效的风险。

在一些实施例中，负极膜层于电池单体100％SOC下的压实密度为1.15g/cm³至1.36g/cm³，可选为1.25g/cm³至1.36g/cm³。负极膜层的压实密度与电池单体于100％荷电状态的膨胀相关，将负极膜层的压实密度限定在1.15g/cm³至1.36g/cm³，能够在一定程度上兼顾电池单体的能量密度和膨胀压强，减小电池单体的变形，降低电池单体与第一汇流部件连接失效的风险。

负极膜层的压实密度在上述范围时，有利于提升电池单体的能量密度；且由于负极膜层中的负极活性材料堆积较为紧密，颗粒与颗粒间接触电阻较小，能够降低负极片的电阻，从而降低产热。

负极膜层的压实密度在上述范围时，可提升电池单体的快速充电能力。负极膜层的压实密度较小，可增大负极片的孔隙率，减缓负极片的膨胀，减小电池单体的膨胀压强。

在一些实施例中，负极片的孔隙率为27％-40％。负极片的孔隙率大于或等于27％，可为负极片因发生副反应所产生的杂质提供空间，减缓负极片的膨胀，减小电池单体的膨胀压强，降低电池单体的变形，改善电池单体的循环性能，降低电池单体与第一汇流部件连接失效的风险。负极片的孔隙率小于或等于40％，可兼顾电池单体的能量密度。

在一些实施例中，碳基材料包括人造石墨和天然石墨中的至少一种。人造石墨和天然石墨的导电性能好，可减少负极片在充电时的产热，提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施例中，负极活性材料中还包括硅基材料，硅基材料中硅元素在负极活性材料中的质量含量为0.3％至10％，可选为1％至6％。

在负极片中引入硅基材料，既可以提升容量，还会增大负极片的膨胀。因此，将硅元素在负极活性材料中的质量含量限定在上述范围，可以在一定程度上兼顾电池单体的能量密度和膨胀，减小电池单体的变形，改善电池单体的循环性能，降低电池单体与第一汇流部件连接失效的风险。

在一些实施例中，硅基材料包括硅氧化合物和硅碳复合物中的至少一种。

在一些实施例中，负极膜层包括第一负极膜层和第二负极膜层，第二负极膜层设置于第一负极膜层和负极集流体之间。负极活性材料包括设置于第一负极膜层的第一负极活性材料和设置于第二负极膜层的第二负极活性材料，第一负极活性材料包括人造石墨，第二负极活性材料包括人造石墨、天然石墨和硅基材料的一种或多种。第一负极膜层和第二负极膜层可以进行差异化设置，从而在一定程度上兼顾负极膜层的膨胀和容量；双层涂布能够构造负极膜层的孔隙差异，降低离子传输曲折度，减少副反应，提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施例中，第一负极膜层的厚度和第二负极膜层的厚度比值为3:7至7:3，可选为4:6至6:4。通过调整第一负极膜层和第二负极膜层的厚度占比，能够进一步增加上下层的梯度孔隙差异，降低锂离子传输曲折度，提升电池单体的快速充电能力

在一些实施例中，第一负极膜层的厚度小于或等于第二负极膜层的厚度，可进一步提升电池单体的快速充电能力。

在一些实施例中，第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50小于或等于第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50。

第一负极活性材料和第二负极活性材料的颗粒粒径存在差异，能够提升电池单体的快速充电性能；在快速充电过程中，第一负极膜层的过电势通常较高，快速充电的瓶颈主要在于第一负极膜层，而本申请实施方式中第一负极活性材料的颗粒粒径相对较小，能够缩短离子的固相传输路径，提升快速充电性能，并能够改善负极片表层离子析出问题。第二负极活性材料的颗粒粒径相对较大，可使第二负极膜层中形成较大的孔隙，在充电时，孔隙可以吸收膨胀，减小负极膜层的膨胀量，减小电池单体对第一汇流部件施加的力，降低电池单体与第一汇流部件连接失效的风险。

在一些实施例中，第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50为7.8μm-14.3μm，可选为7.8μm-11.3μm。

第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50设置在上述范围，一方面能够缩短锂离子的固相传输路径，提升快速充电性能；另一方面，材料在制备过程中不易发生团聚，能够提升材料的稳定性；再一方面，上述体积平均粒径范围的第一负极活性材料能够与第二负极活性材料配合，有利于构建第一负极膜层和第二负极膜层的梯度孔隙差异，降低锂离子传输曲折度，提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施例中，第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50为Dv50为9.5μm-18.5μm，可选为9.5μm-14.6μm。第二负极活性材料的体积平均粒径Dv设置在上述范围，可以使第二负极膜层的孔隙更加丰富，有利于提升电池单体的快速充电能力，并减小负极膜层在充电过程中的膨胀。

在一些实施例中，负极活性材料的比表面积为0.5m²/g-3m²/g，可选为0.6m²/g-1.2m²/g。将负极活性材料的比表面积限定为大于或等于0.5m²/g，可以提升电池单体快速充电的能力；将负极活性材料的比表面积限定为小于或等于3m²/g，可减少电池单体在存储过程中的副反应，减小膨胀压强。

在一些实施例中，正极膜层的单面涂布重量为200mg/1540mm²-370mg/1540/mm²；可选为240mg/1540mm²至330mg/1540mm²。将正极膜层的单面涂布重量设置在上述范围时，可限制正极片单位面积内的产热量，且能够兼顾提升电池单体的能量密度和充电倍率性能。

在一些实施例中，正极膜层于电池单体100％SOC下的压实密度为2.50g/cm³至2.80g/cm³；可选为2.55g/cm³-2.70g/cm³。正极膜层的压实密度在上述范围时，有利于提升电池单体的能量密度；且由于正极膜层中的正极活性材料堆积较为紧密，颗粒与颗粒间接触电阻较小，能够进一步降低正极片的电阻，从而降低快速充电下的产热。

在一些实施例中，正极片的孔隙率为25％-32％。正极片的孔隙率大于或等于25％，可为正极片因发生副反应所产生的杂质提供空间，减小电池单体的膨胀压强，降低电池单体的变形，改善电池单体的循环性能，降低电池单体与汇流部件连接失效的风险。正极片的孔隙率小于或等于32％，可在一定程度上兼顾电池单体的能量密度。

在一些实施例中，正极片的厚度为0.13mm-0.2mm。采用具有较小厚度的正极片，可以缩短离子迁移路径，提升离子迁移速率，减少电池单体的产热，提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施例中，正极集流体的厚度与正极膜层的厚度之比为0.05-0.3。将正极集流体的厚度与正极膜层的厚度之比限定为大于或等于0.05，可以提升正极集流体的过流能力，减少正极片的温升，提升电池单体的快速充电性能；将正极集流体的厚度与正极膜层的厚度之比限定为小于或等于0.3，可降低正极片的容量的损失。本申请实施例将正极集流体的厚度与正极膜层的厚度之比限定在上述范围，可以在一定程度上兼顾电池单体的快速充电能力和能量密度。

在一些实施例中，正极活性材料的体积平均粒径满足1μm≤Dv50≤2μm，0.4μm≤Dv10≤0.7μm。正极活性材料的粒径相对较小，锂离子在正极活性材料中的脱嵌锂路径较短，产热量较少；而且上述正极活性材料的粒径不会过小，可在加工制备过程中减少团聚，使得正极活性材料的性能稳定。

在一些实施例中，电池单体包括容纳于外壳内的电解液。

在一些实施例中，电解液于室温下的电导率为15mS/cm至20mS/cm。电解液的电导率在上述范围时，离子在该电解液中的迁移速率较高，从而进一步降低电池单体的内阻，减少产热，并能够提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施例中，电解液包括有机溶剂，有机溶剂包括碳酸酯类溶剂和羧酸酯类溶剂中的一种或多种。有机溶剂搭配可提高电解液电导率、降低粘度，从而提高电池快速充电性能。

在一些实施例中，碳酸酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种。

在一些实施例中，羧酸酯包括R₁-COO-R₂，R₁和R₂分别独立地包括碳原子数为1-5的烷基或碳原子数为1-5的卤代烷基。上述链状羧酸酯类溶剂的电导率较高，有利于提升电池单体的快速充电能力。

在一些实施例中，电解液包括锂盐，锂盐包括双氟磺酰亚胺锂LiFSI和六氟磷酸锂LiPF₆，双氟磺酰亚胺锂LiFSI的摩尔浓度为0.2mol/L至0.5mol/L，六氟磷酸锂LiPF₆的摩尔浓度为0.5mol/L至1.0mol/L。

在一些实施例中，电解液于室温下的密度ρ满足：1.05g/mL≤ρ≤1.35g/mL。电解液的密度ρ在上述范围时，锂离子在电解液中的迁移速率较高，能够进一步降低电池单体的内阻，从而降低产热，并能够提升电池单体的快速充电性能。

在一些实施例中，电极组件沿厚度方向上的尺寸为T，单层负极片的厚度为T1，负极片在厚度方向上层叠的层数为N；

T、T1以及N满足：0.3≤(N×T1)/T≤0.5。

在电池单体的循环过程中，负极片由于不可逆的副反应会出现厚度增大，从而使电池单体膨胀；将(N×T1)/T限定在上述范围，可以减小的电池单体的膨胀，降低电池单体与汇流部件连接失效的风险。

在一些实施例中，电池单体从10％SOC充电至80％SOC的充电时间为5分钟至10.5分钟。

第二方面，本申请实施例提供了一种用电装置，其包括第一方面任一实施例提供的电池，电池用于提供电能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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申请的一些实施例，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为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的示意图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电池的示意图；

图5为图4在圆框处的放大示意图；

图6为图5所示的第一汇流部件的结构示意图；

图7为本申请一些实施例提供的电池单体和第一汇流部件的连接示意图；

图8为图3所述的电极组件的示意图；

图9为图8所示的电极组件的剖视示意图；

图10为本申请一些实施例提供的电池单体的负极片的一剖视示意图；

图11为本申请一些实施例提供的电池单体的正极片的一剖视示意图；

图12为本申请另一些实施例提供的电池单体的负极片的一剖视示意图；

图13为本申请另一些实施例提供的电池的俯视示意图；

图14为图13在方框处的放大示意图；

图15为图14中的第二汇流部件的结构示意图。

附图标记说明如下

1、车辆；2、电池；3、控制器；4、马达；

10、电池单体；100、电池单体列；10a、大面；10b、窄面；

11、电极组件；111、正极片；1111、正极集流体；1112、正极膜层；112、负极片；1121、负极集流体；1122、负极膜层；11221、第一负极膜层；11222、第二负极膜层；112a、平直层；113、隔离膜；11a、主体部；11b、正极耳；11c、负极耳；11d、第一表面；11e、第二表面；11f、第三表面；

12、外壳；121、壳体；122、端盖；13、电极端子；

20、箱体；21、限位梁；22、框体；23、支撑梁；24、承载板；

30、汇流部件；30a、第一汇流部件；30b、第二汇流部件；30c、第三汇流部件；31、第一汇流层；311、第一汇流部；312、第二汇流部；313、第一缓冲部；314、凹部；32、第二汇流层；321、第一层叠部；322、第二层叠部；323、第二缓冲部；33、弯折部；

X、厚度方向；Y、宽度方向；Z、高度方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另有定义，本申请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；本申请中在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；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请中提及“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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

本申请所公开的“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至120和80至110的范围，理解为60至110和80至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至3、1至4、1至5、2至3、2至4和2至5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a至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至5”表示本文中已经全部列出了“0至5”之间的全部实数，“0至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。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。

“平行”不仅包括绝对平行的情况，也包括了工程上常规认知的大致平行的情况。“垂直”不仅包括绝对垂直的情况，也包括了工程上常规认知的大致垂直的情况。

目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

电池通常是指包括多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。电池单体是组成电池的最小单元，多个电池单体通常通过汇流部件电连接。电池单体在循环过程中，内部发生电化学反应，使得电池单体发生膨胀。电池单体的膨胀会对汇流部件施加拉力，引发电池单体与汇流部件连接失效的风险，影响可靠性。为了降低电池单体与汇流部件连接失效的风险，可以减小汇流部件的厚度，以使汇流部件在电池单体膨胀时能够通过变形释放应力，减小电池单体与汇流部件连接失效的风险。然而，减小汇流部件的厚度会降低汇流部件的过流面积，即会造成汇流部件温升高、电阻大，影响电池的快速充电能力。

鉴于此，本申请实施例提供了一种电池，其通过对电池单体和汇流部件进行合理化设计，以降低电池单体与汇流部件连接失效的风险，增大汇流部件的过流面积，提升电池的快速充电能力。

本申请实施例描述的电池适用于使用电池的用电装置。用电装置可以是使用电池作为电源的设备或者电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。

如图1所示，车辆1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。

车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4供电，例如，用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池2不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

图2为本申请一些实施例提供的电池的示意图。

参照图2，在一些实施例中，电池2包括箱体20和容纳于箱体20内的多个电池单体10。

电池单体10可以为二次电池，二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。

示例性地，电池单体10可以为锂离子电池单体、钠离子电池单体、钠锂离子电池单体、锂金属电池单体、钠金属电池单体、锂硫电池单体、镁离子电池单体、镍氢电池单体、镍镉电池单体、铅蓄电池单体等。

作为示例，电池单体10可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体，棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池，多棱柱电池例如为六棱柱电池等。

多个电池单体10之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体20内；当然，也可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体20内。

在一些实施例中，电池2包括多个汇流部件，多个汇流部将多个电池单体10电连接。

在一些实施例中，箱体20可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如，箱体20的部分可以成为车辆的地板的至少一部分，或者，箱体20的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图。

参照图3，在一些实施例中，电池单体10包括外壳12和容纳于外壳12内的电极组件11。

外壳12为空心结构，其内部形成用于容纳电极组件11和电解质的容纳空间。外壳12的形状可根据电极组件11的具体形状来确定。比如，若电极组件11为长方体结构，则可选用长方体外壳。

作为示例，外壳12包括壳体121和端盖122，壳体121具有开口，端盖122用于盖合开口。

壳体121是用于配合端盖122以形成电池单体10的内部空腔的部件，形成的内部空腔可以用于容纳电极组件11、电解质以及其他部件。

壳体121和端盖122可以是独立的部件。示例性的，可以于壳体121上设置开口，通过在开口处使端盖122盖合开口，以形成电池单体10的内部空腔。

壳体121可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体121的形状可以根据电极组件11的具体形状和尺寸大小来确定。壳体121的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。

端盖122的形状可以与壳体121的形状相适应以配合壳体121。端盖122的材质与壳体121的材质可以相同，也可以不同。可选地，端盖122可以由具有一定硬度和强度的材质(比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等)制成，这样，端盖122在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体10能够具备更高的结构强度，可靠性能也可以有所提高。

端盖122通过焊接、粘接、卡接或其它方式连接于壳体121。

壳体121可以一端开口，也可以两端开口。在一些示例中，壳体121可为一侧开口的结构，端盖122设置为一个并盖合于壳体121。在另一些示例中，壳体121也可为两侧开口的结构，端盖122设置为两个，两个端盖122分别盖合于壳体121的两个开口。

电极组件11是电池单体10中发生电化学反应的部件。壳体121内可以包含一个或更多个电极组件11。

在一些实施例中，电极组件11包括正极片和负极片。在电池单体10充放电过程中，活性离子(例如锂离子)在正极片和负极片之间往返嵌入和脱出。

作为示例，正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件11的主体部11a，正极片不具有活性物质的部分构成正极耳11b，负极片不具有活性物质的部分构成负极耳11c。正极耳11b和负极耳11c可以共同位于主体部11a的一端或是分别位于主体部11a的两端。

在一些实施例中，电极组件11还包括隔离膜，隔离膜设置在正极片和负极片之间，可以起到防止正负极短路的作用，同时可以使活性离子通过。

在一些实施方式中，电极组件11为卷绕结构。正极片和负极片卷绕成卷绕结构。

在一些实施方式中，电极组件11为叠片结构。

作为示例，正极片、负极片可分别设置多个，多个正极片和多个负极片交替层叠设置。

作为示例，正极片可设置多个，负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段，相邻的折叠段之间夹持一个正极片。

作为示例，正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。

作为示例，隔离膜可设置多个，分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。

作为示例，隔离膜可连续地设置，通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。

在一些实施例中，电池单体10还包括设置于外壳12的电极端子13；电极端子13可用于与电极组件11电连接，以输入或输出电能。

在一些实施例中，电极端子13电连接于极耳。示例性地，电极端子13为两个，两个电极端子13分别电连接于正极耳11b和负极耳11c。

图4为本申请一些实施例提供的电池的示意图；图5为图4在圆框处的放大示意图；图6为图5所示的第一汇流部件的结构示意图；图7为本申请一些实施例提供的电池单体和第一汇流部件的连接示意图；图8为图3所述的电极组件的示意图；图9为图8所示的电极组件的剖视示意图；图10为本申请一些实施例提供的电池单体的负极片的一剖视示意图；图11为本申请一些实施例提供的电池单体的正极片的一剖视示意图；图12为本申请另一些实施例提供的电池单体的负极片的一剖视示意图。

参照图4至图12，本申请实施例的提供了一种电池，其包括多个电池单体10和多个汇流部件30，多个汇流部件30将多个电池单体10电连接。

多个汇流部件30可以将多个电池单体10串联、并联或混联。

多个汇流部件30可以采用相同的结构，也可以采用不同的结构。

在一些实施例中，多个电池单体10沿电池单体10的厚度方向X排列。电池单体10包括外壳12和容纳于外壳12内的电极组件11。电池单体10在厚度方向X上的膨胀压强为0.5MPa-2.4MPa。

在一些实施例中，电池包括第一汇流部件30a，第一汇流部件30a电连接至少两个沿厚度方向X排列设置的电池单体10。第一汇流部件30a为多层结构。

电极组件11包括正极片111、负极片112以及位于正极片111和负极片112之间的隔离膜113。正极片111包括正极集流体1111和设置于正极集流体1111至少一侧的正极膜层1112，正极膜层1112中包括正极活性材料，正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐。负极片112包括负极集流体1121和设置于负极集流体1121至少一侧的负极膜层1122，负极膜层1122包括负极活性材料，负极活性材料包括碳基材料。

电池单体10可以排成一列，也可以排成多列。示例性地，一列电池单体10可构成一个电池单体列100，电池单体列100包括至少两个沿厚度方向X排列的电池单体10。

电池单体10可包括一个或多个电极组件11。可选地，电极组件11沿厚度方向X排列。

可选地，电池单体10在厚度方向X上的膨胀压强为0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa、1.1MPa、1.2MPa、1.3MPa、1.4MPa、1.5MPa、1.6MPa、1.7MPa、1.8MPa、1.9MPa、2.0MPa、2.1MPa、2.2MPa、2.3MPa或2.4MPa。

作为示例，电池单体10的膨胀压强可按照下述方式测得：

于45℃的环境温度中，将电池单体10以1C的恒流放电倍率放电至2.0V；

将电池单体10夹持于两个夹板之间，其中，两个夹板分别位于电池单体10沿厚度方向X的两侧，并覆盖大面10a(大面10a为电池单体10沿厚度方向X一侧的表面)；

于45℃的环境温度中，将电池单体以0.8C的恒流充电倍率充电至3.8V，检测并记录电池单体对夹板施加的压力；

按照上述充电策略和充电策略对电池单体进行循环充放电，直至电池单体循环至70％SOH(即电池单体的容量保持率＝电池单体的放电容量/电池单体的标称容量＝70％)，记录电池单体对夹板施加的最大压力；

计算电池单体在厚度方向上的膨胀压强Q为：最大压力/大面面积。

在本申请实施例中，可以仅在负极集流体1121的一侧设置负极膜层1122，也可以在负极集流体1121的两侧均设置负极膜层1122。

可选地，负极集流体1121沿自身厚度方向相对的两个表面上均设有负极膜层1122。负极集流体1121两个表面上的负极膜层1122可以采用相同的负极活性材料，也可以采用不同的负极活性材料；负极集流体1121两个表面上的负极膜层1122的厚度可以相同，也可以不同。

示例性地，负极集流体1121可采用金属箔片或复合集流体。作为金属箔片的示例，可采用铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的至少一种箔片。复合集流体可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，金属材料层中金属材料可包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的至少一种。作为示例，高分子材料基层可包括聚丙烯(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)和聚乙烯(PE)中的至少一种。

负极活性材料包括碳基材料。碳基材料的循环稳定性较高，能够提升电池单体的循环性能。

正极集流体1111具有在自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层1112设置在正极集流体1111的两个相对表面中的任意一者或两者上。

示例性地，正极集流体1111可采用金属箔片或复合集流体。作为金属箔片的示例，可采用铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的至少一种箔片。复合集流体可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，金属材料层的金属材料可包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银和银合金中的至少一种。作为示例，高分子材料基层可包括聚丙烯(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)和聚乙烯(PE)中的至少一种。

含锂的磷酸盐的循环稳定性较高，采用含锂的磷酸盐作为正极活性材料，可以改善电池单体10在快速充电过程中因温升过高导致的循环衰减。

多个汇流部件30可以全部均是第一汇流部件30a，也可以是部分为第一汇流部件30a。

电池单体10的膨胀压强与电极组件11的密实程度相关，本申请实施例可以允许电池单体10在厚度方向X上具有大于或等于0.5MPa的膨胀压强，从而提升电极组件11的密实程度，提高电池单体10的能量密度。电池单体10在厚度方向X上的膨胀压强小于或等于2.4MPa，可限制电极组件11在循环过程中的变形，降低电极组件11的隔离件褶皱变形的风险以及正极片和负极片在局部间距增大的风险，减少极化，改善电池单体10的循环性能。

第一汇流部件30a具有多层结构，且第一汇流部件30a的的每一层结构均可传输电流，这样可以使第一汇流部件30a具有较高的过流面积，进而减少第一汇流部件30a的产热，提升电池2的快速充电能力。

在过流面积满足要求的前提下，将第一汇流部件30a设置为多层结构，可以减小第一汇流部件30a的每一层结构的厚度。电池单体10在循环过程中会出现膨胀，从而拉伸第一汇流部件30a的与电池单体10相连的一层结构，第一汇流部件30a的一层结构具有较小的厚度，其易于变形以适应电池单体10的膨胀变形，从而在电池单体10的膨胀压强为0.5MPa-2.4Mpa时，降低电池单体10与第一汇流部件30a的连接处被拉裂的风险，提升电池2的可靠性。

本申请实施例采用具有多层结构的第一汇流部件，可适应电池单体的膨胀，并兼顾第一汇流部件的过流能力和可变形能力，从而提升电池的可靠性和快速充电能力。

在一些实施例中，第一汇流部件30a包括层叠并连接的第一汇流层31和第二汇流层32，第一汇流层31连接至少两个沿厚度方向X排列的电池单体10。

第一汇流层31和第二汇流层32可以为一体成型结构。可替代地，第一汇流层31和第二汇流层32也可以独立成型并通过焊接或其它方式连接。

第一汇流层31和第二汇流层32均可传输电流，这样可以使第一汇流部件30a具有较高的过流面积，进而减少第一汇流部件30a的产热，提升电池的快速充电能力和可靠性。在过流面积满足要求的前提下，将第一汇流部件30a设置为双层结构，可以减小对第一汇流层31的厚度的要求。电池单体10在循环过程中会出现膨胀，从而拉伸第一汇流层31，第一汇流层31具有较小的厚度，其易于变形以适应电池单体10的变形，降低电池单体10与第一汇流层31的连接处被拉裂的风险，提升电池2的可靠性。

在一些实施例中，电池单体10包括设置于外壳12的电极端子13，电极端子13电连接于电极组件11。第一汇流层31连接于电池单体10的电极端子13。

可选地，第一汇流层31焊接于电极端子13。

在一些实施例中，第一汇流层31的不与第二汇流层32重叠的部分连接于电极端子13。

第二汇流层32可以避开第一汇流层31与电极端子13连接处，从而在池单体膨胀时减小第二汇流层32对第一汇流层31与电极端子13连接处的影响，降低与电极端子13与第一汇流层31的连接处被拉裂的风险，提升电池2的可靠性。另外，在装配电池单体10和第一汇流部件30a时，第二汇流层32不会覆盖第一汇流层31的用于与电极端子13连接的区域，这样可以降低装配难度。

在一些实施例中，第一汇流层31焊接于电极端子13，且第一汇流层31与电极端子13的焊接面积大于或等于60mm²。

示例性地，第一汇流层31与电极端子13焊接并形成焊印；焊接面积可为焊印沿第一汇流层的厚度方向的投影的面积。可选地，焊印为圆环形，焊印的内半径和外半径分别为R₁和R₂，则焊接面积为π×(R₂ ²-R₁ ²)。

示例性地，第一汇流层31与电极端子13的焊接面积为60mm²、70mm²、80mm²、90mm²、100mm²、110mm²或120mm²。

本申请实施例可使第一汇流层31与电极端子13之间具有较大的过流面积，从而减少焊接处的产热，降低第一汇流层31在快速充电时的温升，提升电池的快速充电能力。

在一些实施例中，第二汇流层32未覆盖焊印。

在一些实施例中，在第一汇流层31和第二汇流层32的层叠方向上，第二汇流层32与电极端子13部分地重叠，这样可以缩短第二汇流层32与电极端子13之间的导电路径，从而减小电阻，减少产热。

在一些实施例中，第一汇流层31和第二汇流层32沿电池单体10的高度方向Z层叠。换言之，第一汇流层31与第二汇流层32的层叠方向平行于高度方向Z。示例性地，高度方向Z垂直于厚度方向X。

在一些实施例中，第二汇流层32可以设置于第一汇流层31面向电池单体10的一侧，也可以设置于第一汇流层31背离电池单体10的一侧。

在一些实施例中，第一汇流部件30a包括至少一个弯折部33，弯折部33连接第一汇流层31和第二汇流层32。

弯折部33可以为一个，也可以为多个。

弯折部33可以连接第一汇流层31和第二汇流层32，并在第一汇流层31和第二汇流层32之间传输电流，从而提升第一汇流部件30a的过流能力。

在一些实施例中，第一汇流层31包括第一汇流部311、第二汇流部312以及第一缓冲部313，第一汇流部311和第二汇流部312沿厚度方向X设置并连接于不同的电池单体10，第一缓冲部313连接第一汇流部311和第二汇流部312。第一汇流部311和第二汇流部312中的至少一者连接于弯折部33。

第一汇流部311可以连接于一个电池单体10的电极端子13，也可以同时连接于至少两个电池单体10的电极端子13。第二汇流部312可以连接于一个电池单体10的电极端子13，也可以同时连接于至少两个电池单体10的电极端子13。

在电池单体10的循环过程中，电池单体10膨胀并对第一汇流层31施加拉力；第一缓冲部313可以通过变形释放应力，从而减小第一汇流部311与电池单体10的连接处的受力以及第二汇流部312与电池单体10的连接处的受力，降低第一汇流层31与电池单体10连接失效的风险。

在一些实施例中，弯折部33与第一缓冲部313避开设置。弯折部33不与第一缓冲部313直接连接，从而减小弯折部33对第一缓冲部313的变形的影响，降低第一缓冲部313变形的难度。

在一些实施例中，第一汇流层31和第二汇流层32贴合设置。可选地，初弯折部33外，第一汇流层31和第二汇流层32之间无其它固定连接关系。可替代地，第一汇流层31和第二汇流层32之间可设有导电胶。

在一些实施例中，第一汇流部311位于电池单体10的电极端子13的上侧，第二汇流部312位于电池单体10的电极端子13的上侧。

在一些实施例中，第一缓冲部313包括拱形结构。

在一些实施例中，第一汇流部311通过至少一个弯折部33连接于第二汇流层32，第二汇流部312通过至少一个弯折部33连接于第二汇流层32。

在一些实施例中，第二汇流层32包括第一层叠部321、第二层叠部322和第二缓冲部323，第一层叠部321与第一汇流部311层叠并通过至少一个弯折部33连接，第二层叠部322与第二汇流部312层叠并通过至少一个弯折部33连接。第二缓冲部323连接第一层叠部321和第二层叠部322。在第一汇流层31与第二汇流层32的层叠方向上，第二缓冲部323与第一缓冲部313至少部分的重叠。

在电池单体10的循环过程中，电池单体10膨胀并对第一汇流层31施加拉力；第一缓冲部313和第二缓冲部323均可以通过变形释放应力，从而降低第一汇流层31与电池单体10连接失效的风险。第二缓冲部323与第一缓冲部313至少部分的重叠，这样可以使第一缓冲部313与第二缓冲部323的变形区域接近，从而降低第一缓冲部313与第二缓冲部323在变形时与其它部分干涉的风险。

在一些实施例中，第二缓冲部323和第一缓冲部313贴合设置。本申请实施例可以节省空间，提升过流能力。

在一些实施例中，电池单体10的外表面包括两个大面10a和两个窄面10b，两个大面10a沿厚度方向X相对设置，两个窄面10b沿电池单体的宽度方向Y相对设置，大面10a沿宽度方向Y的两端连接于两个窄面10b。大面10a的面积大于窄面10b的面积。

在一些实施例中，厚度方向X、宽度方向Y以及高度方向Z两两垂直。

在一些实施例中，多个电池单体列100沿宽度方向Y布置。

在一些实施例中，电池单体10在厚度方向X上的膨胀压强为1.5MPa-2.0MPa。

本申请实施例将电池单体10在厚度方向X上的膨胀压强限定在1.5MPa-2.0MPa，以在电池单体的循环过程中减小电池单体对第一汇流部件的拉力，降低电池单体与第一汇流部件连接失效的风险，提高电池的可靠性。

在一些实施例中，第一汇流层31的厚度为1mm-2.5mm，可选为1.2mm-1.8mm。

作为示例，第一汇流层31的厚度为1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm或2.5mm。

本申请实施例根据电池单体10的膨胀压强选择第一汇流层31的厚度，可以在一定程度上兼顾第一汇流层31的过流能力和第一汇流层31的可变形能力，从而提升电池2的快速充电能力和可靠性。

在一些实施例中，第二汇流层32的厚度为1mm-2.5mm，可选为1.2mm-1.8mm。作为示例，第二汇流层32的厚度为1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm或2.5mm。

第二汇流层32的厚度可以根据第一汇流层31的厚度以及电池对第一汇流部件的过流能力进行选择。示例性地，在第一汇流层31厚度较小时，第二汇流层32可具有大于第一汇流层31的厚度，以提升第一汇流部件的过流能力。

在一些实施例中，电池单体10的体积能量密度为390Wh/L-450Wh/L，第一汇流层31的厚度小于或等于2.5mm。

电池单体10的体积能量密度为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测。

电池单体10的膨胀与其体积能量密度相关，本申请根据电池单体10的体积能量密度设计第一汇流层31的厚度，从而在一定程度上兼顾第一汇流层31的过流能力和第一汇流层31的可变形能力，从而提升电池2的快速充电能力和可靠性。

在一些实施例中，电池单体10的体积能量密度为450Wh/L-480Wh/L，第一汇流层31的厚度小于或等于2.2mm。

电池单体10的膨胀与其体积能量密度相关，对于采用高体积能量密度的电池单体10的电池2，需要减小第一汇流层31的厚度。本申请实施例根据电池单体10的体积能量密度设计第一汇流层31的厚度，从而在一定程度上兼顾第一汇流层31的过流能力和第一汇流层31的可变形能力，从而提升电池2的快速充电能力和可靠性。

在一些实施例中，负极活性材料中还包括硅基材料。硅基材料中硅元素在负极活性材料中的质量含量为1％-6％；第一汇流层31的厚度为1.2mm-2.2mm，第二汇流层32的厚度为1.2mm-2.2mm。

作为示例，硅基材料中硅元素在负极活性材料中的质量含量为1％、2％、3％、4％、5％或6％。作为示例，第一汇流层31的厚度为1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm或2.2mm。作为示例，第二汇流层32的厚度为1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm或2.2mm。

通过引入硅基材料，可以提升负极片112的容量，提高电池单体10的能量密度。引入硅基材料，还会增大负极片112在循环过程中的膨胀，结合硅元素的含量设计第一汇流层31的厚度和第二汇流层32的厚度，可以降低因引入硅基材料而引发第一汇流层31与电池单体10连接失效的风险，并满足对第一汇流部件30a对过流能力的要求。

在一些实施例中，第一汇流层31包括第一汇流部311、第二汇流部312以及连接第一汇流部311和第二汇流部312的第一缓冲部313，第一汇流部311和第二汇流部312沿厚度方向X设置并连接于不同的电池单体10。在第一汇流层31和第二汇流层32的层叠方向上，第一缓冲部313凸出于第一汇流部311和第二汇流部312。第一汇流层31在与第一缓冲部313对应的位置设有凹部314。

通过设置凹部314，可减小第一缓冲部313的强度，便于第一缓冲部313在电池单体10膨胀时的变形。

在一些实施例中，电池单体10的体积能量密度为390Wh/L-450Wh/L，凹部314的深度H₂为1.2mm-2.5mm。

电池单体10的膨胀与其体积能量密度相关，本申请根据电池单体10的体积能量密度设计凹部314的深度，从而在一定程度上兼顾第一缓冲部313的过流能力和第一缓冲部313的可变形能力，从而提升电池2的快速充电能力和可靠性。

在一些实施例中，电池单体10的体积能量密度为450Wh/L-480Wh/L，凹部314的深度为1mm-2.2mm。

电池单体10的膨胀与其体积能量密度相关，对于采用高体积能量密度的电池单体10的电池2，需要降低第一缓冲部313变形的难度。本申请实施例根据电池单体10的体积能量密度设计凹部314的深度，从而在一定程度上兼顾第一缓冲部313的过流能力和第一缓冲部313的可变形能力，从而提升电池2的快速充电能力和可靠性。

在一些实施例中，电池2还包括箱体20。箱体20用于容纳多个电池单体10。箱体20包括至少两个限位梁21，相邻两个限位梁21沿厚度方向X布置，多个电池单体10布置于相邻的限位梁21之间。

作为示例，任意相邻的两个限位梁21之间设置有至少一个电池单体列100。

限位梁21可用于限制电池单体10在厚度方向X上的膨胀变形。限位梁21可以在厚度方向X上与电池单体10直接相抵；可替代地，限位梁21与电池单体10之间也可设置其它部件，即限位梁21通过该部件限制电池单体10的膨胀。

限位梁21可以在电池的循环过程中限制电池单体10的膨胀，从而减小电池单体10对第一汇流部件30a施加的拉力，降低电池单体10与第一汇流部件30a连接失效的风险，提高电池的可靠性。

在一些实施例中，电极组件11包括两个第一表面11d和两个第二表面11e，两个第一表面11d沿厚度方向X相对设置，两个第二表面11e沿与厚度方向X垂直的方向相对设置，第二表面11e连接两个第一表面11d。第一表面11d的面积大于第二表面11e的面积。

将面积较大的第一表面11d与限位梁21沿厚度方向X相对，可以在电极组件11膨胀时，增大限位梁21的受力面积，减小限位梁21的变形。

在一些实施例中，限位梁21沿宽度方向Y延伸。

在一些实施例中，两个第二表面11e沿宽度方向Y相对设置。

在一些实施例中，主体部11a包括两个第一表面11d、两个第二表面11e和两个第三表面11f；两个第三表面11f位于电池单体10沿高度方向Z的两端，第三表面11f连接于两个第一表面11d和两个第二表面11e。

正极耳11b和负极耳11c从同一个第三表面11f延伸出，或者，正极耳11b和负极耳11c分别从两个第三表面11f延伸出。

在一些实施例中，第二表面11e的至少部分为弧形。可选地，电极组件11为卷绕结构，第二表面11e为弧面。

在一些实施例中，大面10a与第一表面11d平行。

在一些实施例中，电池单体10为方壳电池单体。可选地，窄面10b垂直于大面10a。

在一些实施例中，负极集流体1121的一部分未被负极膜层1122覆盖；负极集流体1121的未被负极膜层1122覆盖的部分可用于形成负极耳11c。

在一些实施例中，负极集流体1121的厚度为4μm至6μm。示例性地，负极集流体1121的厚度为4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施例中，负极膜层1122于电池单体100％SOC下的压实密度为1.15g/cm³至1.36g/cm³。示例性地，电池单体10于100％荷电状态下，负极膜层1122的压实密度为1.15g/cm³、1.18g/cm³、1.20g/cm³、1.22g/cm³、1.25g/cm³、1.28g/cm³、1.3g/cm³、1.32g/cm³、1.35g/cm³、1.36g/cm³或是上述任意两个数值组成的范围。

示例性地，100％SOC(state of charge，荷电状态)和0％SOC按照如下方式定义：

将电池单体以0.33C的恒流充电倍率充电至电池充电上限电压，再恒压充电至 0.05C，对应电池单体100％SOC的状态；将电池单体以0.33C的恒流放电倍率放电至截止电压，对应电池单体0％SOC的状态。示范性的，电池充电上限电压可以为3.8V；电池放电截止电压可以为2.0V。

示例性地，电池单体于100％荷电状态下负极膜层的压实密度为本领域公知的含义，也即对100％SOC下的电池单体拆解出负极片，测定负极膜层的压实密度；例如取单面涂布的负极片(若是双面涂布的负极片，可先擦拭掉其中一面的负极膜层)，冲切成面积为S1的小圆片，称其重量，记录为M1，量取其厚度H1。然后将上述称重后的负极片的负极膜层擦拭掉，称量负极集流体的重量，记录为M0，量取其厚度H0。负极膜层的单面涂布重量＝(负极片的重量M1-负极集流体的重量M0)/S1，负极膜层的厚度＝负极片的厚度H1-负极集流体的厚度H0，负极膜层的压实密度＝负极膜层的单面涂布重量/负极膜层的厚度。

负极膜层1122的压实密度与电池单体10于100％荷电状态的膨胀相关，将负极膜层1122的压实密度限定在1.15g/cm³至1.36g/cm³，能够在一定程度上兼顾电池单体10的能量密度和膨胀压强，减小电池单体10的变形，降低电池单体10与汇流部件连接失效的风险。

负极膜层1122的压实密度在上述范围时，有利于提升电池单体10的能量密度；且由于负极膜层1122中的负极活性材料堆积较为紧密，颗粒与颗粒间接触电阻较小，能够降低负极片112的电阻，从而降低产热。

负极膜层1122的压实密度在上述范围时，可提升电池单体10的快速充电能力。负极膜层1122的压实密度较小，可增大负极片112的孔隙率，减缓负极片的膨胀，减小电池单体10的膨胀压强。

在一些实施例中，负极膜层1122于电池单体100％SOC下的压实密度为1.25g/cm³至1.36g/cm³，可提升电池单体10的能量密度。

在一些实施例中，负极膜层1122的单面涂布重量为90mg/1540mm²至170mg/1540mm²。示例性地，负极膜层1122的单面涂布重量为90mg/1540.25mm²、92mg/1540.25mm²、95mg/1540.25mm²、96mg/1540.25mm²、100mg/1540.25mm²、102mg/1540.25mm²、104mg/1540.25mm²、105mg/1540.25mm²、108mg/1540.25mm²、110mg/1540.25mm²、112mg/1540.25mm²、114mg/1540.25mm²、115mg/1540.25mm²、116mg/1540.25mm²、118mg/1540.25mm²、120mg/1540.25mm²、122mg/1540.25mm²、125mg/1540.25mm²、128mg/1540.25mm²、130mg/1540.25mm²、132mg/1540.25mm²、135mg/1540.25mm²、137mg/1540.25mm²、140mg/1540.25mm²、142mg/1540.25mm²、145mg/1540.25mm²、148mg/1540.25mm²、150mg/1540.25mm²、152mg/1540.25mm²、155mg/1540.25mm²、160mg/1540.25mm²、165mg/1540.25mm²、167mg/1540.25mm²、170mg/1540.25mm²或是上述任意两个数值组成的范围。

负极膜层1122的单面涂布重量与负极膜层的膨胀相关，将负极膜层1122的单面涂布重量限定在90mg/1540mm²至170mg/1540mm²，能够在一定程度上兼顾电池单体10的能量密度和膨胀压强，减小电池单体10的变形，降低电池单体10与汇流部件连接失效的风险。

另外，将负极膜层1122的单面涂布重量限定在90mg/1540mm²至170mg/1540mm²，还能够限制单位面积的负极片112的产热量，降低电池单体10的温升，特别是在快速充电时的温升。

在一些实施例中，负极膜层1122的单面涂布重量为110mg/1540mm²至150mg/1540mm²，以进一步兼顾电池单体10的能量密度和膨胀压强。

在一些实施例中，负极片112的孔隙率为27％-40％。作为示例，负极片112的孔隙率可为27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％或40％。

负极片的孔隙率可为负极片内的孔体积占负极片总体积的百分率。示例性地，在电池单体处于0％荷电状态时，取双侧涂布的负极片；由真密度仪AccuPycⅡ1340按照国标GB/T 24586-2009执行以测得负极片的孔隙率。

在本申请实施例中，负极片112的孔隙率大于或等于27％，可为负极片112因发生副反应所产生的杂质提供空间，减缓负极片112的膨胀，减小电池单体10的膨胀压强，降低电池单体10的变形，改善电池单体10的循环性能，降低电池单体与汇流部件连接失效的风险。负极片112的孔隙率小于或等于40％，可兼顾电池单体10的能量密度。

在一些实施例中，碳基材料包括石墨颗粒，石墨颗粒的石墨化度为92.0％至94.5％。示例性地，石墨颗粒的石墨化度为92.0％、92.5％、93％、93.5％、94％、94.5％或是上述任意两个数值组成的范围。

石墨颗粒的石墨化度在上述范围时，石墨颗粒的导电性能较为优异，能够降低负极片112的产热，降低电池单体10的产热；并且能够提升电池单体10的快速充电性能。

在一些实施例中，碳基材料包括人造石墨和天然石墨中的至少一种。人造石墨和天然石墨的导电性能好，可减少负极片112在充电时的产热，提升电池单体10的快速充电性能。

在一些实施例中，负极活性材料中还包括硅基材料。硅基材料的引入能够提升负极活性材料的容量，提高电池单体10的能量密度。

在一些实施例中，硅基材料中硅元素在负极活性材料中的质量含量为0.3％至10％，可选为1％至6％。示例性地，硅元素在负极活性材料中的质量含量为0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.2％、6.5％、6.8％、7％、7.2％、7.5％、7.8％、8％、8.2％、8.5％、8.8％、9％、9.2％、9.5％、9.8％、10％或是上述任意两个数值组成的范围。

在负极片112中引入硅基材料，既可以提升容量，还会增大负极片112的膨胀。因此，将硅元素在负极活性材料中的质量含量限定为0.3％至10％，可以在一定程度上兼顾电池单体10的能量密度和膨胀，减小电池单体10的变形，降低电池单体与汇流部件连接失效的风险，改善电池单体10的循环性能。

本申请中各物质或各元素的定性及其定量可以用本领域技术人员已知的合适的设备和方法进行检测，相关检测方法可以参考国内外检测标准、国内外企业标准等，并且本领域技术人员也可以从检测准确性角度出发适应性改变某些检测步骤/仪器参数等，以获得更加准确的检测结果。可以使用一种检测方法定性或定量，也可以联合使用几种检测方法定性或定量测定。

例如，硅基材料可以结合JIS/K0131-1996X射线衍射分析法通则对负极片或负极活性材料进行X射线粉末衍射测试并定性分析。

在一些实施例中，硅基材料可包括单质硅、硅氧化物、硅碳复合物、硅氮复合物和硅合金材料中的至少一种。

在一些实施方式中，负极活性材料除了包括碳基材料，可选的硅基材料外，还可以包括锡基材料和钛酸锂中的至少一种。锡基材料可包括单质锡、锡氧化物和锡合金材料中的至少一种。

在一些实施方式中，本申请实施方式中负极膜层1122包括至少一层膜层，换言之，负极膜层1122可以采用单层膜层，也可以采用至少两层膜层。可选地，负极膜层1122包括至少两层膜层。

在负极膜层1122采用单层膜层的情况下，负极膜层1122中负极活性材料包括碳基材料，可选地还包括硅基材料。在采用单层膜层的情况下，负极活性材料的体积平均粒径Dv50为8.2μm至13.5μm。示例性地，负极活性材料的体积平均粒径Dv50为8.2μm、8.5μm、8.8μm、9μm、9.2μm、9.5μm、9.8μm、10μm、10.2μm、10.5μm、10.8μm、11μm、11.2μm、11.5μm、11.8μm、12μm、12.2μm、12.5μm、12.8μm、13μm、13.2μm、13.5μm或是上述任意两个数值组成的范围。

在负极膜层1122采用至少两层膜层的情况下，负极膜层1122中负极活性材料包括碳基材料，可选地还包括硅基材料，硅基材料可以位于至少两层膜层中的其中一层，也可以位于至少两层膜层中的至少两层中。负极膜层1122可以包括两层膜层、三层膜层、四层膜层，甚至更多层膜层。

在一些实施例中，负极膜层1122包括第一负极膜层11221和第二负极膜层11222，第二负极膜层11222设置于第一负极膜层11221和负极集流体1121之间。负极活性材料包括设置于第一负极膜层11221的第一负极活性材料和设置于第二负极膜层11222的第二负极活性材料，第一负极活性材料包括人造石墨，第二负极活性材料包括人造石墨、天然石墨和硅基材料的一种或多种。

第一负极膜层11221和第二负极膜层11222的界面规则，也可以不规则；可选地为不规则。

第一负极膜层11221和第二负极膜层11222可以进行差异化设置，从而在一定程度上兼顾负极膜层1122的膨胀和容量；双层涂布能够构造负极膜层1122的孔隙差异，降低离子传输曲折度，减少副反应，提升电池单体10的快速充电性能。

人造石墨可以具有较小的体积平均粒径Dv50，一方面能够缩短锂离子的固相传输路径，提升快速充电性能；另一方面，材料在制备过程中不易发生团聚，能够提升材料的稳定性。

在一些实施例中，第一负极膜层11221的厚度和第二负极膜层11222的厚度比值为 3:7至7:3。作为示例，第一负极膜层11221的厚度和第二负极膜层11222的厚度比值为3:7、4:6、5:5、6:4或7:3。

可选地，第一负极膜层11221的厚度和第二负极膜层11222的厚度比值为4:6至6:4。

通过调整第一负极膜层11221和第二负极膜层11222的厚度占比，能够进一步增加上下层的梯度孔隙差异，降低锂离子传输曲折度，提升电池单体10的快速充电能力。

在一些实施例中，第一负极膜层11221的厚度小于或等于第二负极膜层11222的厚度，可进一步提升电池单体10的快速充电能力。

在一些实施例中，第一负极活性材料为颗粒状，第二负极活性材料为颗粒状。

在一些实施例中，第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50小于或等于第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50。进一步可选地，第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50小于第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50。

第一负极活性材料和第二负极活性材料的颗粒粒径存在差异，能够提升电池单体10的快速充电性能；在快速充电过程中，第一负极膜层11221的过电势通常较高，快速充电的瓶颈主要在于第一负极膜层11221，而本申请实施方式中第一负极活性材料的颗粒粒径相对较小，能够缩短离子的固相传输路径，提升快速充电性能，并能够改善负极片112表层离子析出问题。第二负极活性材料的颗粒粒径相对较大，可使第二负极膜层11222中形成较大的孔隙，在充电时，孔隙可以吸收膨胀，减小负极膜层1122的膨胀量，减小电池单体10对第一汇流部件30a施加的力，降低电池单体10与第一汇流部件30a连接失效的风险。

在一些实施例中，第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50为7.8μm-14.3μm，可选为7.8μm-11.3μm。示例性地，第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50为7.8μm、8.0μm、8.2μm、8.5μm、8.8μm、9μm、9.2μm、9.5μm、9.8μm、10μm、10.2μm、10.5μm、10.8μm、11μm、11.3μm、11.2μm、11.5μm、11.8μm、12μm、12.2μm、12.5μm、12.8μm、13μm、13.2μm、13.5μm、13.8μm、14μm、14.1μm、14.3μm或是上述任意两个数值组成的范围。

第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50设置为7.8μm-14.3μm，一方面能够缩短锂离子的固相传输路径，提升快速充电性能；另一方面，材料在制备过程中不易发生团聚，能够提升材料的稳定性；再一方面，上述体积平均粒径范围的第一负极活性材料能够与第二负极活性材料配合，有利于构建第一负极膜层11221和第二负极膜层11222的梯度孔隙差异，降低锂离子传输曲折度，提升电池单体10的快速充电性能。

材料的体积平均粒度Dv50是指体积分布中50％所对应的粒度，材料的体积平均粒度Dv10是指体积分布中10％所对应的粒度，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如将负极活性材料作为样品，依据测试标准GB/T 19077-2016，通过Mastersizer2000E型激光粒度分析仪测试颗粒的Dv50和Dv10等。

在一些实施例中，第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50为9.5μm-18.5μm，可选为9.5-14.6μm。

示例性地，第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50为9.5μm、10μm、10.5μm、11μm、11.5μm、12μm、12.5μm、13μm、13.5μm、14μm、14.5μm、14.6μm、15μm、 15.5μm、16μm、16.5μm、17μm、17.5μm、18μm、18.5μm或是上述任意两个数值组成的范围。

第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50在9.5μm-18.5μm，可以使第二负极膜层11222的孔隙更加丰富，有利于提升电池单体10的快速充电能力，并减小负极膜层1122在充电过程中的膨胀。

在一些实施例中，第一负极活性材料包括石墨颗粒，第一负极膜层11221中石墨颗粒的体积平均粒径Dv50为7.8μm至14.3μm，可选为7.8μm至11.3μm。可选地，第一负极活性材料包括人造石墨。

第二负极活性材料包括石墨颗粒，石墨颗粒的体积平均粒径Dv50为9.5μm至18.5μm，可选为9.5μm至14.6μm。可选地，第二负极活性材料包括天然石墨。

在一些实施例中，负极活性材料的比表面积为0.5m²/g-3m²/g，可选为0.6m²/g-1.2m²/g。示例性地，负极活性材料的比表面积为0.5m²/g、0.6m²/g、0.7m²/g、0.8m²/g、0.9m²/g、1.0m²/g、1.1m²/g、1.2m²/g、1.3m²/g、1.4m²/g、1.5m²/g、1.6m²/g、1.7m²/g、1.8m²/g、1.9m²/g、2.0m²/g、2.1m²/g、2.2m²/g、2.3m²/g、2.4m²/g、2.5m²/g、2.6m²/g、2.7m²/g、2.8m²/g、2.9m²/g、3.0m²/g或是上述任意两个数值组成的范围。

材料的比表面积为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如，依据测试标准GB/T 19587-2017进行检测，将负极活性材料作为样品，通过美国Micromeritics公司的Tri-Star 3020型比表面积孔径分析测试仪测试比表面积。

本申请实施例将负极活性材料的比表面积限定为大于或等于0.5m²/g，可以提升电池单体10快速充电的能力；将负极活性材料的比表面积限定为小于或等于3m²/g，可减少电池单体10在存储过程中的副反应，减缓负极片的膨胀，减小膨胀压强。

在一些实施例中，正极膜层1112于电池单体100％SOC下的压实密度为2.50g/cm³至2.80g/cm³；可选为2.55g/cm³-2.70g/cm³。示例性地，电池单体10于100％荷电状态SOC下，正极膜层1112的压实密度为2.50g/cm³、2.52g/cm³、2.55g/cm³、2.56g/cm³、2.57g/cm³、2.58g/cm³、2.60g/cm³、2.62g/cm³、2.65g/cm³、2.68g/cm³、2.30g/cm³、2.32g/cm³、2.75g/cm³、2.78g/cm³、2.80g/cm³或是上述任意两个数值组成的范围。

正极膜层1112的压实密度在上述范围时，有利于提升电池单体10的能量密度；且由于正极膜层1112中的正极活性材料堆积较为紧密，颗粒与颗粒间接触电阻较小，能够进一步降低正极片111的电阻，从而降低快速充电下的产热。

在本申请实施方式中，正极膜层1112于电池单体100％SOC下的压实密度为本领域公知的含义，也即对100％SOC下的电池单体10拆解出正极片111，测定正极膜层1112的压实密度。示例性地，正极膜层1112的压实密度的测试方法可与负极膜层1122的压实密度的测试方法相同。

在一些实施例中，正极膜层1112的单面涂布重量为200mg/1540mm²-370mg/1540/mm²；可选为240mg/1540mm²至330mg/1540mm²。示例性地，正极膜层1112的单面涂布重量为200mg/1540.25mm²、210mg/1540.25mm²、220mg/1540.25mm²、230mg/1540.25mm²、240mg/1540.25mm²、250mg/1540.25mm²、260mg/1540.25mm²、270mg/1540.25mm²、280mg/1540.25mm²、290mg/1540.25mm²、300mg/1540.25mm²、 310mg/1540.25mm²、320mg/1540.25mm²、330mg/1540.25mm²、340mg/1540.25mm²、350mg/1540.25mm²、360mg/1540.25mm²、370mg/1540.25mm²或是上述任意两个数值组成的范围。

在本申请实施方式中，正极膜层1112的单面涂布重量为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，其检测方法如前文负极膜层1122的单面涂布重量测试方法。

将正极膜层1112的单面涂布重量设置在200mg/1540mm²-370mg/1540/mm²，可限制正极片111单位面积内的产热量，且能够兼顾提升电池单体10的能量密度和充电倍率性能。

在一些实施例中，正极片111的孔隙率为25％-32％。作为示例，正极片111的孔隙率可为25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％或是上述任意两个数值组成的范围。

在本申请实施方式中，正极片111的孔隙率为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，其检测方法如负极片112的孔隙率测试方法。

正极片111的孔隙率大于或等于25％，可为正极片111因发生副反应所产生的杂质提供空间，减小电池单体的膨胀压强，降低电池单体10的变形，改善电池单体10的循环性能，降低电池单体与汇流部件连接失效的风险。正极片111的孔隙率小于或等于32％，可在一定程度上兼顾电池单体10的能量密度。

在一些实施例中，正极片111的厚度可为0.13mm-0.2mm。作为示例，正极片111的厚度可为0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.2mm或是上述任意两个数值组成的范围。

在本申请实施方式中，正极片111的厚度为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如，采用万分尺测量正极片111的厚度。

采用具有较小厚度的正极片111，可以缩短离子迁移路径，提升离子迁移速率，减少电池单体10的产热，提升电池单体10的快速充电性能。

在一些实施例中，正极集流体1111的厚度与正极膜层1112的厚度之比为0.05至0.3。示例性地，在本申请实施例中，正极膜层1112的厚度为位于正极集流体1111一侧的正极膜层1112的厚度。

示例性地，正极集流体1111的厚度与正极膜层1112的厚度的比值为0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.12、0.15、0.18、0.2、0.22、0.25、0.28、0.3或是上述任意两个数值组成的范围。

将正极集流体1111的厚度与正极膜层1112的厚度之比限定为大于或等于0.05，可以提升正极集流体1111的过流能力，减少正极片111的温升，提升电池单体10的快速充电性能；将正极集流体1111的厚度与正极膜层1112的厚度之比限定为小于或等于0.3，可降低正极片111的容量的损失。本申请实施例将正极集流体1111的厚度与正极膜层1112的厚度之比限定在0.05至0.3，可以在一定程度上兼顾电池单体10的快速充电能力和能量密度。

正极膜层的厚度和正极集流体的厚度为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如，采用万分尺测量正极片的厚度，除去正极集流体表面的膜层，用万分尺测量正极集流体的厚度，在正极膜层为单侧涂布时，正极膜层的厚度为正极片的厚度减去正极集流体的厚度；在正极膜层为双侧涂布时，正极膜层的厚度为：(正极片的厚度减去正极集流体的厚度)/2。

在一些实施例中，正极集流体1111的厚度为10μm至15μm，可选为12μm至15μm。示例性地，正极集流体1111的厚度为10μm、10.5μm、11μm、11.5μm、12μm、12.5μm、13μm、13.5μm、14μm、14.5μm、15μm或是上述任意两个数值组成的范围。正极集流体1111的厚度在上述范围时，正极集流体1111的过流能力较为优异，而且能够使得电池单体10具有较高的能量密度。

在一些实施例中，正极集流体1111的一部分未被正极膜层1112覆盖；正极集流体1111的未被正极膜层1112覆盖的部分可用于形成正极耳11b。

在一些实施例中，正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐或其改性材料。

橄榄石结构的含锂磷酸盐或其改性材料可以为橄榄石结构的含锂磷酸盐，或者对其进行包覆改性后得到的材料。例如，橄榄石结构的含锂磷酸盐包括磷酸盐颗粒和导离子层，导离子层包覆于磷酸盐颗粒表面，导离子层中含有C、Fe、Ti、Zr、Hf、Ge以及Sn中的一种或多种元素。

在一些实施例中，正极活性材料中橄榄石结构的含锂磷酸盐或其改性材料的质量占比可以大于或等于80％，小于或等于100％，可以认为本申请正极活性材料为橄榄石结构的含锂磷酸盐或其改性材料体系。在橄榄石结构的含锂磷酸盐或其改性材料的质量占比小于100％时，正极活性材料还可以包括常用的正极活性材料，例如可包括但不限于含锂过渡金属氧化物中的至少一种。含锂过渡金属氧化物的示例可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、锂镍钴铝氧化物及其各自的改性化合物中的至少一种。

可选地，正极活性材料中橄榄石结构的含锂磷酸盐或其改性材料的质量占比为100％。

在一些实施例中，正极活性材料的体积平均粒径满足1μm≤Dv50≤2μm，0.4μm≤Dv10≤0.7μm。

示例性地，正极活性材料的Dv50可以为1μm、1.1μm、1.15μm、1.2μm、1.25μm、1.3μm、1.35μm、1.4μm、1.45μm、1.5μm、1.55μm、1.6μm、1.65μm、1.7μm、1.75μm、1.8μm、1.85μm、1.9μm、1.95μm、2μm或是上述任意两个数值组成的范围。

示例性地，正极活性材料的Dv10可以为0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm或是上述任意两个数值组成的范围。

正极活性材料的粒径相对较小，锂离子在正极活性材料中的脱嵌锂路径较短，产热量较少；而且上述正极活性材料的粒径不会过小，可在加工制备过程中减少团聚，使得正极活性材料的性能稳定。

材料的体积平均粒度Dv50是指体积分布中50％所对应的粒度，材料的体积平均粒度Dv10是指体积分布中10％所对应的粒度，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如将正极活性材料作为样品，依据测试标准GB/T 19077-2016，通过Mastersizer 2000E型激光粒度分析仪测试颗粒的Dv50和Dv10等。

在一些实施例中，电池单体10包括容纳于外壳12内的电解液。在电池单体10充放电过程中，活性离子在正极片111和负极片112之间往返嵌入和脱出，电解液在正极片111和负极片112之间起到传导活性离子的作用。

在一些实施例中，电解液于室温下的电导率为13mS/cm至20mS/cm，可选为15mS/cm至20mS/cm。示例性地，电解液于室温下的电导率为13mS/cm、13.5mS/cm、14mS/cm、14.5mS/cm、15mS/cm、15.5mS/cm、16mS/cm、16.5mS/cm、17mS/cm、17.5mS/cm、18mS/cm、18.5mS/cm、19mS/cm、19.5mS/cm、20mS/cm或是上述任意两个数值组成的范围。

作为示例，室温可为25℃。

电解液的电导率在上述范围时，离子在该电解液中的迁移速率较高，从而进一步降低电池单体10的内阻，减少产热，并能够提升电池单体10的快速充电性能。

电解液的电导率为离子电导率，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如参考行业标准HG-T 4067-2015进行测试。

在一些实施例中，电解液于室温下的密度ρ满足：1.05g/mL≤ρ≤1.35g/mL。

示例性地，电解液的密度ρ为1.05g/mL、1.10g/mL、1.15g/mL、1.2g/mL、1.25g/mL、1.3g/mL、1.35g/mL或是上述任意两个数值组成的范围。

电解液的密度ρ在上述范围时，锂离子在电解液中的迁移速率较高，能够进一步降低电池单体10的内阻，从而降低产热，并能够提升电池单体10的快速充电性能。

在本申请实施方式中，电解液的密度为本领域公知的含义，可以采用本领域公知的设备和方法进行检测，例如参考GB/T 2013-2010进行测试。

在一些实施例中，电解液包括有机溶剂，有机溶剂包括包括碳酸酯类溶剂和羧酸酯类溶剂中的一种或多种。

在一些实施例中，羧酸酯类溶剂包括链状羧酸酯类溶剂，链状羧酸酯类溶剂在有机溶剂的质量含量为5％至75％。示例性地，链状羧酸酯类溶剂的质量含量为10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或是上述任意两个数值组成的范围。链状羧酸酯类溶剂的质量含量在上述范围时，使得电解液体系的粘度相对较小，有利于锂离子的迁移。

在一些实施例中，链状羧酸酯类溶剂在有机溶剂的质量含量为30％至70％。

在一些实施例中，羧酸酯包括R₁-COO-R₂，R₁和R₂分别独立地包括碳原子数为1-5的烷基或碳原子数为1-5的卤代烷基。上述链状羧酸酯类溶剂的电导率较高，有利于提升电池单体10的快速充电能力。

进一步可选地，碳酸酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种。

上述碳酸酯类溶剂和链状羧酸酯类溶剂配合使用，使得电解液的电导率得到提高，有利于锂离子的迁移。

进一步可选地，碳酸酯类溶剂在有机溶剂中的质量含量为5％至95％，可选为25％至60％，可选为30％至45％。示例性地，碳酸酯类溶剂在有机溶剂中的质量含量为25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、40％、45％、48％、50％、55％、60％或是上述任意两个数值组成的范围。上述质量含量的碳酸酯类溶剂，能够进一步提高电解液的电导率得到提高，有利于锂离子的迁移。

示例性地，碳酸酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种，碳酸酯类溶剂的质量含量为25％至60％。

有机溶剂搭配可提高电解液电导率、降低粘度，从而提高电池2快速充电性能。

在一些实施例中，电解液包括锂盐。锂盐包括含氟磺酰亚胺盐和六氟磷酸锂LiPF6中的一种或多种。上述锂盐易于解离，有利于锂离子的快速迁移；且电解液体系相对稳定，不易分解，能够提升电池单体10的循环性能。

可选地，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中一种或多种。

在一些实施例中，锂盐包括双氟磺酰亚胺锂LiFSI和六氟磷酸锂LiPF₆，双氟磺酰亚胺锂LiFSI的摩尔浓度为0.2mol/L至0.5mol/L，六氟磷酸锂LiPF₆的摩尔浓度为0.5mol/L至1.0mol/L。示例性地，双氟磺酰亚胺锂LiFSI的摩尔浓度为0.4mol/L至0.5mol/L，六氟磷酸锂LiPF₆的摩尔浓度为0.7mol/L。示例性地，双氟磺酰亚胺锂LiFSI的摩尔浓度为0.5mol/L，六氟磷酸锂LiPF₆的摩尔浓度为0.5mol/L。示例性地，双氟磺酰亚胺锂LiFSI的摩尔浓度为0.2mol/L，六氟磷酸锂LiPF₆的摩尔浓度为0.8mol/L。

可选地，双氟磺酰亚胺锂的摩尔浓度和六氟磷酸锂LiPF₆中的摩尔浓度的比值为(2至5)：10。示例性地，双氟磺酰亚胺锂的摩尔浓度和六氟磷酸锂LiPF₆中的摩尔浓度的比值为2：10、2.5：10、3：10、3.5：10、4：10、4.5：10、5：10或是上述任意两个数值组成的范围。

在一些实施例中，电极组件11沿厚度方向X上的尺寸为T，单层负极片112的厚度为T1，负极片112在厚度方向X上层叠的层数为N。T、T1以及N满足：0.3≤(N×T1)/T≤0.5。

负极片112至少一个包括垂直于厚度方向X的平直层112a，在电极组件11中，平直层112a的层数即为N。

示例性地，将电池单体10于0％荷电状态下拆解，并取出电极组件11；采用万分尺测量T和T1。

示例性地，电极组件11为卷绕结构，负极片112包括N个平直层112a；可替代地，电极组件11为叠片结构，电极组件11包括N个负极片112，各负极片112包括一个平直层112a。

在电池单体10的循环过程中，负极片112由于不可逆的副反应会出现厚度增大，从而使电池单体10膨胀；将(N×T1)/T限定在0.3-0.5，可以减小的电池单体10的膨胀，降低电池单体10与汇流部件30连接失效的风险。

在一些实施例中，限位梁21为一体成型结构，这样可以减少限位梁21的连接薄弱点，有利于提高限位梁21的结构强度和刚度。可替代地，限位梁21也可以由多个部件拼接而成，例如，限位梁21由多个钣金件拼焊而成。

在一些实施例中，限位梁21为型材梁。

限位梁21可以为板体或者杆材通过冲压/挤压或者金属铸造等工艺一体成型的空心梁结构。限位梁21的壁厚可根据实际需要采用1mm-8mm，通常以3mm-5mm较为常见，在此壁厚上，限位梁21具有较好的性价比，既能有较轻的质量，又具有不错的结构强度，可有效的抑制电池单体10在循环过程中产生的膨胀变形。

限位梁21可以但不局限于采用钢、铁、铝及铝合金等材料制成。

在一些实施例中，箱体20包括框体22和支撑梁23，框体22限定出容纳空间，限位梁21和多个电池单体10设置于容纳空间。支撑梁23设置于限位梁21背离多个电池单体10的一侧并连接框体22和限位梁21。

可选地，框体22可为矩形框体。

支撑梁23可以为一个，也可以为多个。

对于相邻的两个限位梁21，可以是一个限位梁21连接于支撑梁23，也可以两个限位梁21均连接有支撑梁23。

在电池2的循环过程中，限位梁21用于抵抗电池单体10在循环过程中的膨胀作用力，框体22可通过支撑梁23支撑限位梁21，从而为限位梁21提供有效地支撑，减小限位梁21的变形，进而向电池单体10提供约束，减小电池单体10的膨胀，提高电池单体10的循环寿命。

通过设置连接框体22和限位梁21的支撑力，可以提高箱体20的整体结构强度和刚度，降低箱体20开裂的风险。

在一些实施例中，框体22包括多个边梁，多个边梁依次设置并连接，从而形成环状框体22。

在一些实施例中，支撑梁23沿厚度方向X延伸。可选地，支撑梁23的垂直于厚度方向X上的截面可为矩形、梯形、椭圆形、圆形、L形或其它形状。

在一些实施例中，支撑梁23为板体或空心梁结构。支撑梁23可以由钢、铝或铝合金制成。

在一些实施例中，支撑梁23与框体22可以采用焊接，螺栓连接或者卡接等方式固定连接。

在一些实施例中，限位梁21沿与厚度方向X垂直的方向延伸。箱体20包括多个沿限位梁21的宽度方向Y间隔布置的支撑梁23。多个支撑梁23可以增大限位梁21受到的约束力，提高限位梁21不同区域受力的均匀性，减小限位梁21在电池单体10的循环过程中变形，改善电池2的循环性能。

在一些实施例中，箱体20还包括承载板24，多个电池单体10和限位梁21位于承载板24的同一侧并固定于承载板24。示例性地，承载板24和多个电池单体10沿电池单体10的高度方向Z设置。

在一些实施例中，箱体20还包括盖板(未示出)，盖板与承载板24沿高度方向Z相对设置并固定于框体22。电池单体和限位梁位于盖板和承载板之间。

在一些示例中，承载板24位于电池单体的上侧，电池单体倒置；可替代地，在另一些示例中，承载板24位于电池单体的下侧，电池单体正置。

图13为本申请另一些实施例提供的电池的俯视示意图；图14为图13在方框处的放大示意图；图15为图14中的第二汇流部件的结构示意图。

请参照图6以及图13-图15，在一些实施例中，电池2还包括至少一个第二汇流部件30b，第二汇流部件30b为单层结构并电连接至少两个电池单体10，第二汇流部件30b的厚度大于第一汇流层31的厚度，且第二汇流部件30b的厚度大于第二汇流层32的厚度。

示例性地。在多个汇流部件30中，一部分的汇流部件30为第一汇流部件30a，另一部分的汇流部件30为第二汇流部件30b。

在电池2中，不同位置的电池单体10的膨胀量可能会存在差异。对于膨胀量较小的电池单体10，可以采用具有单层结构的第二汇流部件30b；相较于第一汇流部件30a，第二汇流部件30b结构简单，易于制造，可节省成本。第二汇流部件30b的厚度大于第一汇流层31的厚度和第二汇流层32的厚度，其过流能力可满足要求。

在一些实施例中，第一汇流层31的厚度与第二汇流层32的厚度之和等于第二汇流部件30b的厚度。本申请实施例可减小第一汇流部件30a与第二汇流部件30b的过流能力的差异，改善电流一致性。

在一些实施例中，第二汇流部件30b连接沿厚度方向X排列的至少两个电池单体10。

在一些实施例中，在多个电池单体10中，沿厚度方向X位于最外侧电池单体10连接于第一汇流部件30a。

在充电过程中，多个电池单体10的膨胀可能会在厚度方向X上叠加，这造成在厚度方向X上位于最外侧的电池单体10出现的位移较大；采用具有双层结构的第一汇流部件30a来连接最外侧电池单体10，可以降低第一汇流部件30a与电池单体10连接失效的风险。

示例性地，沿厚度方向X位于最外侧电池单体10连接于第一汇流层31。

在一些实施例中，与限位梁21相邻的电池单体10可连接于第一汇流部件30a。

在一些实施例中，多个汇流部件30还包括第三汇流部件30c，第三汇流部件30c可连接沿宽度方向Y相邻的两个电池单体10。

在一些实施例中，于25℃至35℃的外界环境中，电池单体10从10％SOC充电至80％SOC的充电时间为5分钟至10.5分钟。可选地，于25℃至35℃的外界环境中，电池单体10从10％SOC充电至80％SOC的充电时间可为5min至10.5min。示例性地，电池单体10从10％荷电状态至80％荷电状态的充电时间为10.5min、10min、9.5min、9min、8.5min、8min、7.5min、7min、6.5min、6min、5.5min、5min或是上述任意两个数值组成的范围。

本申请实施例的电池单体10具有快速充电能力，可节省充电时间。

在一些实施例中，电池2或组成电池2的任意电池单体10从10％到80％的充电步骤可以按照如下方式进行：

以5.0C恒流从10％SOC充电至15％SOC；

以5.0C恒流从15％SOC充电至20％SOC；

以5.0C恒流从20％SOC充电至25％SOC；

以5.0C恒流从25％SOC充电至30％SOC；

以5.0C恒流从30％SOC充电至35％SOC；

以5.0C恒流从35％SOC充电至40％SOC；

以4.6C恒流从40％SOC充电至45％SOC；

以4.3C恒流从45％SOC充电至50％SOC；

以4.0C恒流从50％SOC充电至55％SOC；

以3.7C恒流从55％SOC充电至60％SOC；

以3.4C恒流从60％SOC充电至65％SOC；

以3.1C恒流从65％SOC充电至70％SOC；

以2.9C恒流从70％SOC充电至75％SOC；

以2.7C恒流从75％SOC充电至80％SOC。

作为示例，上述充电策略在30℃的环境中进行。

在一些实施例中，电池单体10从0％SOC到10％的SOC充电步骤可以按照如下方式进行：以5.0C恒流从0％SOC充电至10％SOC。

在一些实施例中，电池单体10从80％SOC到98％的SOC充电步骤可以按照如下方式进行：

以1.8C恒流从80％SOC充电至85％SOC；

以1.3C恒流从85％SOC充电至90％SOC；

以0.7C恒流从90％SOC充电至95％SOC；

以0.33C恒流从95％SOC充电至98％SOC。

在一些实施例中，电池单体10从98％SOC到100％的SOC充电步骤可以按照如下方式进行：以0.01C、0.05C、0.1C或0.3C恒流从98％SOC充电至100％SOC。可选地，电池单体10从98％SOC到100％的SOC充电步骤可以按照如下方式进行：以0.01C、0.05C或0.1C恒流从98％SOC充电至100％SOC。

在一些实施例中，电池单体10从10％SOC充电至80％的SOC的过程中，充电电流可为2C-6C，可选为2.7C-5C。电池单体10在充电过程中，充电电流可根据电池单体10的SOC变化。

在一些实施例中，电池单体10为锂离子电池单体。在将电池单体10按照充电策略和放电策略循环20圈后，拆解电池单体10出的负极片，并观察和测量负极片的析锂面积。析锂区域的面积与负极片的总面积之比小于2％。

作为示例，放电策略采用以0.33C恒电流放电至2.0V。

作为示例，充电策略可为：

以5.0C恒流从0％SOC充电至5％SOC；

以5.0C恒流从5％SOC充电至10％SOC；

以5.0C恒流从10％SOC充电至15％SOC；

以5.0C恒流从15％SOC充电至20％SOC；

以5.0C恒流从20％SOC充电至25％SOC；

以5.0C恒流从25％SOC充电至30％SOC；

以5.0C恒流从30％SOC充电至35％SOC；

以5.0C恒流从35％SOC充电至40％SOC；

以4.6C恒流从40％SOC充电至45％SOC；

以4.3C恒流从45％SOC充电至50％SOC；

以4.0C恒流从50％SOC充电至55％SOC；

以3.7C恒流从55％SOC充电至60％SOC；

以3.4C恒流从60％SOC充电至65％SOC；

以3.1C恒流从65％SOC充电至70％SOC；

以2.9C恒流从70％SOC充电至75％SOC；

以2.7C恒流从75％SOC充电至80％SOC；

以1.8C恒流从80％SOC充电至85％SOC；

以1.3C恒流从85％SOC充电至90％SOC；

以0.7C恒流从90％SOC充电至95％SOC；

以0.33C恒流从95％SOC充电至98％SOC；

以0.1C恒流从98％SOC充电至100％SOC。

本申请实施例的电池单体10，能够在10.5分钟内从10％SOC充电至80％SOC，且不析锂或轻微析锂，具有较好的快速充电能力。示例性地，析锂区域的面积与负极片的总面积之比小于0.05％可认为不析锂，析锂区域的面积与负极片的总面积之比小于2％，且大于或等于0.05％，可认为是轻微析锂。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一实施例的电池2，电池2用于为用电装置提供电能。用电装置可以是前述任一应用电池2的设备或系统。

参照图2至图12，本申请实施例提供了一种电池2，其包括多个电池单体10、箱体20和多个汇流部件30。多个电池单体10容纳于箱体20内。

电池单体10包括外壳12和容纳于外壳12内的电极组件11。电池单体在厚度方向X上的膨胀压强为0.5MPa-2.4MPa。

电极组件11包括正极片111、负极片112和隔离膜113，隔离膜113将正极片111和负极片112隔开。可选地，正极片111、负极片112和隔离膜113卷绕设置。

负极片112包括负极集流体1121和设置于负极集流体1121至少一侧的负极膜层1122，负极膜层1122包括负极活性材料。负极片112的孔隙率为27％-40％。负极膜层1122于电池单体100％SOC下的压实密度为1.15g/cm³至1.36g/cm³。

负极膜层1122包括第一负极膜层11221和第二负极膜层11222，第二负极膜层11222设置于第一负极膜层11221和负极集流体1121之间。负极活性材料包括设置于第一负极膜层11221的第一负极活性材料和设置于第二负极膜层11222的第二负极活性材料，第一负极活性材料包括人造石墨，第二负极活性材料包括人造石墨、天然石墨和硅基材料的一种或多种。第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50小于或等于第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50。

正极片111包括正极集流体1111和设置于正极集流体1111至少一侧的正极膜层1112。正极膜层1112于电池单体100％SOC下的压实密度为2.50g/cm³至2.80g/cm³。正极片111的孔隙率为25％-32％。正极集流体1111的厚度与正极膜层1112的厚度之比为0.05至0.3。正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐或其改性材料。正极活性材料的体积平均粒径满足1μm≤Dv50≤2μm，0.4μm≤Dv10≤0.7μm。

箱体20包括两个限位梁21，两个限位梁21沿电池单体10的厚度方向X间隔设置。多个电池单体10阵列排布并构成多个电池单体列100，多个电池单体列100沿限位梁21的宽度方向Y排列，各电池单体列100包括至少两个沿电池单体10的厚度方向X排列的电池单体10。多个电池单体10布置于两个限位梁21之间。

箱体20包括框体22和支撑梁23，框体22限定出容纳空间，限位梁21和多个电池单体10设置于容纳空间。支撑梁23设置于限位梁21背离多个电池单体10的一侧并连接框体22和限位梁21。约束件40连接相邻的限位梁21并粘接于电池单体10。

多个汇流部件30将多个电池单体10电连接。多个汇流部件30包括至少一个第一汇流部件30a，第一汇流部件30a包括层叠并连接的第一汇流层31和第二汇流层32，第一汇流层31连接至少两个沿厚度方向X设置的电池单体10。

实施例

下述实施例更具体地描述了本申请实施方式公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请实施方式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

1、正极极片的制备

正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体两侧的正极膜层，正极集流体为厚度15μm铝箔。

正极膜层包括由正极浆料(溶剂为N-甲基吡咯烷酮NMP)均匀涂覆于正极导电层的表面上，经干燥、冷压后形成的膜层，正极膜层包括重量比为97:2:1的正极活性材料、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)和导电剂乙炔黑。

正极活性材料包括磷酸铁锂和导离子层，导离子层包覆于磷酸铁锂表面，导离子层包括磷酸钛铁锂Li₂FeTi(PO₄)₃和无定形碳。正极活性材料的Dv50为1.6μm，Dv10为0.64μm。

正极膜层的单面涂布重量为0.21g/1540.25mm²，正极膜层在冷压后压实密度为2.6g/cm³。

2、负极极片的制备

负极极片包括负极集流体和设置于负极集流体两侧的负极膜层，负极集流体为厚度6μm的铜箔。

负极膜层包括由负极浆料(溶剂为去离子水)均匀涂覆于负极导电层的表面上，经干燥、冷压后形成的膜层。

负极膜层的单面涂布重量为0.096g/1540.25mm²，负极膜层在冷压后压实密度为1.6g/cm³。

负极膜层包括第一负极膜层和第二负极膜层，第二负极膜层位于第一负极膜层和负极集流体之间。

第二负极膜层包括质量比为96.5:0.5:0.5:1.5:1的石墨颗粒、导电剂乙炔黑、第二含锂粘结剂(丙烯酸锂-丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸羟乙酯共聚物，其中丙烯酸锂单体、丙烯腈单体、丙烯酰胺单体和丙烯酸羟乙酯单体的摩尔比为35％：30％：15％：20％)、负极粘结剂丁苯橡胶、增稠剂羧甲基纤维素钠，第二含锂粘结剂中锂元素的质量含量为4.8％，石墨颗粒的Dv50为11.3μm，石墨颗粒包括人造石墨和碳包覆层，碳包覆层包覆于人造石墨表面，碳包覆层的质量含量为3.5％。

第一负极膜层包括质量比为97.5:0.5:0.5:0.5:1的石墨颗粒、导电剂乙炔黑、第一含锂粘结剂(丙烯酸锂-丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸羟乙酯共聚物，其中丙烯酸锂单体、丙烯腈单体、丙烯酰胺单体和丙烯酸羟乙酯单体的摩尔比为35％：30％：15％：20％)、负极粘结剂丁苯橡胶、增稠剂羧甲基纤维素钠，第一含锂粘结剂中锂元素的质量含量为4.8％，石墨颗粒的Dv50为11.3μm，石墨颗粒包括人造石墨和碳包覆层，碳包覆层包覆于人造石墨表面，碳包覆层的质量含量为3.5％。

3、隔离膜

隔离膜包括基膜，基膜为7μm的聚乙烯膜层，孔隙率为42％。

4、电解液的制备

电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂。

有机溶剂包括60％链状羧酸酯类溶剂(乙酸乙酯)和40％碳酸酯类溶剂(30％的碳酸乙烯酯EC，剩余为碳酸二甲酯)，有机溶剂中各组分的质量含量基于有机溶剂的质量进行计算。

基于电解液的质量，添加剂的质量含量6.5％，其包括质量比为5:0.5:0.5:0.5的碳酸亚乙烯酯VC、氟代碳酸乙烯酯FEC、亚硫酸乙烯酯ES和二氟草酸硼酸锂LiDFOB。

锂盐包括1mol/L的六氟磷酸锂LiPF₆。

电解液于室温下的电导率为16.4mS/cm。

5、电池单体的制备

将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离作用，得到电极组件，将电极组件置于外壳中，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。

6、电池的制备

将制备出的多个电池单体安装到箱体内，然后将多个汇流部件与多个电池单体的电极端子焊接，并安装高低压线束，以得到电池。

其中，汇流部件可为图6所示的第一汇流部件，第一汇流部件具有双层结构第一汇流部件的单层结构的厚度Th为1.5mm，即第一汇流层的厚度为1.5mm，第二汇流层的厚度为1.5mm。

实施例2

采用与实施例1相似的方法制备电池单体和电池，与实施例1不同的是，正极膜层的单面涂布重量、正极膜层冷压后的压实密度、负极膜层的单面涂布重量、负极膜层冷压后的压实密度作了调整。

实施例3

实施例4

采用与实施例1相似的方法制备电池单体和电池，与实施例1不同的是，正极膜层的单面涂布重量、正极膜层冷压后的压实密度、负极膜层的单面涂布重量、负极膜层冷压后的压实密度、第一汇流部件的单层结构的厚度Th作了调整。

实施例5

实施例6

实施例7

对比例1

采用与实施例1相似的方法制备电池单体和电池，与实施例1不同的是，正极膜层的单面涂布重量、负极膜层的单面涂布重量、负极膜层冷压后的压实密度作了调整。

对比例2

采用与实施例1相似的方法制备电池单体和电池，与实施例1不同的是，正极膜层的单面涂布重量、正极膜层冷压后的压实密度、负极膜层的单面涂布重量、负极膜层冷压后的压实密度、第一汇流部件的单层结构的厚度Th作了调整作了调整。

对比例3

对比例4

性能测试

1、测试电池单体的膨胀压强：

于45℃的环境温度中，将上述制备出的电池单体以1C的恒流放电倍率放电至2.0V；

将电池单体夹持于两个夹板之间，其中，两个夹板分别位于电池单体沿厚度方向的两侧，并覆盖大面；

按照上述充电策略和充电策略对电池单体进行循环充放电，直至电池单体衰减至70％SOH(电池单体的放电容量衰减至电池单体标称容量的70％)，记录电池单体对夹板施加的最大压力；

2、体积能量密度测试：

首周放电能量按照以下步骤测试：在25℃下，将上述制备出的电池单体以0.33C恒电流充电至3.8V，再以0.33C恒流放电至2.0V，记录此时的放电能量A0，单位：Wh。

电池单体的体积：使用卡尺测量电池单体的长度、宽度、高度(一般以电池单体的外壳尺寸计算，排除电极端子高度，且排除外壳外的绝缘膜)，计算单体电池体积V0，单位L。

电池单体的体积能量密度VED＝A0/V0，单位Wh/L。

3、循环性能测试一：

于45℃的环境温度中，对上述制备出的电池进行放电，将电池单体以1C的恒流放电倍率放电至2.0V；

于45℃的环境温度中，对上述制备出的电池进行充电，将电池单体以0.8C的恒流充电倍率充电至3.8V；

按照上述充电策略和充电策略对电池进行循环充放电，直至电池衰减至70％SOH(电池的放电容量/电池的标称容量＝70％)；

在循环过程中，检测电池单体的外壳的端盖的最高温度，并观察第一汇流部件与电极端子的焊接处是否开裂。

4、循环性能测试二：

于30℃的环境温度中，对上述制备出的电池进行放电，将电池单体以0.33C放电至2.0V；

于30℃的环境温度中，采用下述充电策略进行充电：

以5.0C恒流从0％SOC充电至5％SOC；

以5.0C恒流从5％SOC充电至10％SOC；

以5.0C恒流从10％SOC充电至15％SOC；

以5.0C恒流从15％SOC充电至20％SOC；

以5.0C恒流从20％SOC充电至25％SOC；

以5.0C恒流从25％SOC充电至30％SOC；

以5.0C恒流从30％SOC充电至35％SOC；

以5.0C恒流从35％SOC充电至40％SOC；

以4.6C恒流从40％SOC充电至45％SOC；

以4.3C恒流从45％SOC充电至50％SOC；

以4.0C恒流从50％SOC充电至55％SOC；

以3.7C恒流从55％SOC充电至60％SOC；

以3.4C恒流从60％SOC充电至65％SOC；

以3.1C恒流从65％SOC充电至70％SOC；

以2.9C恒流从70％SOC充电至75％SOC；

以2.7C恒流从75％SOC充电至80％SOC；

以1.8C恒流从80％SOC充电至85％SOC；

以1.3C恒流从85％SOC充电至90％SOC；

以0.7C恒流从90％SOC充电至95％SOC；

以0.33C恒流从95％SOC充电至98％SOC；

以0.1C恒流从98％SOC充电至100％SOC。

按照上述充电策略和充电策略对电池进行循环充放电，直至电池衰减至70％SOH；

在此说明的是，循环性能测试一和循环性能测试二是分别对相同制备方法制备出的两个电池进行测试。

实施例1-7以及对比例1-4的测试结果如表1所示。

参照表1中的对比例1，正极膜层的单面涂布重量、正极膜层冷压后的压实密度、负极膜层的单面涂布重量、负极膜层冷压后的压实密度较低，虽然电池单体具有较小的膨胀压强，且在循环的过程中电极端子与第一汇流部件之间的焊印不易开裂，但是电池单体的体积能量密度较低。

参照实施例1-7和对比例1，本申请实施例可以增大正极膜层的单面涂布重量、正极膜层冷压后的压实密度、负极膜层的单面涂布重量、负极膜层冷压后的压实密度，以使电池单体的体积能量密度大于或等于390Wh/L。虽然电池单体的膨胀压强不低于0.5MPa，但是结合具有双层结构的第一汇流部件，可降低因膨胀压强增大而引发的焊印开裂的风险，提高电池的可靠性。第一汇流部件具有双层结构，其过流能力强，从而减少第一汇流部件在循环过程中的产热，进而减少了传导至端盖和电极组件的热量，降低电池单体的温升，改善电池的循环性能。

参照实施例1-7和对比例2-3，本申请实施例通过调整正极膜层的单面涂布重量、正极膜层冷压后的压实密度、负极膜层的单面涂布重量、负极膜层冷压后的压实密度等参数，可以将电池单体的膨胀压强限制为不超过2.4MPa，并能够使电池单体的体积能量密度达到415Wh/L。

通过调整第一汇流部件的单层结构的厚度，可以平衡第一汇流部件的过流能力和可变形能力。在电池单体的膨胀压强为0.5MPa-2.4Mpa时，将第一汇流部件的单层结构的厚度限定为不超过2.5mm，可以降低电极端子与第一汇流部件之间的焊印被拉裂的风险，并减少第一汇流部件在循环过程中的产热，进而减少了传导至端盖和电极组件的热量，降低电池单体的温升，改善电池的循环性能。

参照实施例1-7和对比例4，通过调整第一汇流部件的单层结构的厚度，可以平衡第一汇流部件的过流能力和可变形能力。本申请实施例将第一汇流部件的单层结构的厚度限定为不低于1mm，可以在电池单体的膨胀压强为0.5MPa-2.4Mpa时，提升过流能力，减少第一汇流部件在循环过程中的产热，进而减少了传导至端盖和电极组件的热量，降低电池单体的温升，改善电池的循环性能。

参照表1的实施例1-7，本申请实施例可以在电池快速充电的过程中，降低第一汇流部件的产热，减小电池单体的膨胀，以降低电池失效的风险。本申请的电池单体具有快速充电的能力，电池单体从10％SOC充电至80％SOC的充电时间可为5分钟至10.5分钟。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

一种电池，包括：

多个电池单体，沿所述电池单体的厚度方向排列，所述电池单体包括外壳和容纳于所述外壳内的电极组件，所述电池单体在所述厚度方向上的膨胀压强为0.5MPa-2.4MPa；以及，

第一汇流部件，电连接至少两个沿所述厚度方向排列设置的所述电池单体，所述第一汇流部件为多层结构，

其中，所述电极组件包括正极片、负极片以及位于所述正极片和负极片之间的隔离膜，所述正极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一侧的正极膜层，所述正极膜层中包括正极活性材料，所述正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，所述负极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体至少一侧的负极膜层，所述负极膜层包括负极活性材料，所述负极活性材料包括碳基材料。
根据权利要求1所述的电池，其中，所述第一汇流部件包括层叠并连接的第一汇流层和第二汇流层，所述第一汇流层连接至少两个沿所述厚度方向排列的所述电池单体。
根据权利要求2所述的电池，其中，所述电池单体包括设置于所述外壳的电极端子，所述电极端子电连接于所述电极组件；

所述第一汇流层的不与所述第二汇流层重叠的部分连接于所述电极端子。
根据权利要求3所述的电池，其中，所述第一汇流层焊接于所述电极端子，且所述第一汇流层与所述电极端子的焊接面积大于或等于60mm²。
根据权利要求2-4任一项所述的电池，其中，所述第一汇流部件包括至少一个弯折部，所述弯折部连接所述第一汇流层和所述第二汇流层。
根据权利要求5所述的电池，其中，所述第一汇流层包括第一汇流部、第二汇流部以及第一缓冲部，所述第一汇流部和所述第二汇流部沿所述厚度方向设置并连接于不同的所述电池单体，所述第一缓冲部连接所述第一汇流部与所述第二汇流部；

所述第一汇流部和所述第二汇流部中的至少一者连接于所述弯折部。
根据权利要求6所述的电池，其中，所述弯折部与所述第一缓冲部避开设置。
根据权利要求6或7所述的电池，其中，所述第二汇流层包括第一层叠部、第二层叠部和第二缓冲部，所述第一层叠部与所述第一汇流部层叠并通过至少一个所述弯折部连接，所述第二层叠部与所述第二汇流部层叠并通过至少一个所述弯折部连接，

所述第二缓冲部连接所述第一层叠部和所述第二层叠部；

在所述第一汇流层与所述第二汇流层的层叠方向上，所述第二缓冲部与所述第一缓冲部至少部分的重叠。
根据权利要求8所述的电池，其中，所述第二缓冲部和所述第一缓冲部贴合设置。
根据权利要求2-9任一项所述的电池，其中，所述电池还包括至少一个第二汇流部件，所述第二汇流部件为单层结构并电连接至少两个所述电池单体，所述第二汇流部件的厚度大于所述第一汇流层的厚度，且所述第二汇流部件的厚度大于所述第二汇流层的厚度。
根据权利要求10所述的电池，其中，所述第一汇流层的厚度与所述第二汇流层的厚度之和等于所述第二汇流部件的厚度。
根据权利要求2-11任一项所述的电池，其中，

所述第一汇流层的厚度为1mm-2.5mm；和/或

所述第二汇流层的厚度为1mm-2.5mm。
根据权利要求2-12任一项所述的电池，其中，所述电池单体的体积能量密度为390Wh/L-450Wh/L，所述第一汇流层的厚度小于或等于2.5mm；或者，

所述电池单体的体积能量密度为450Wh/L-480Wh/L，所述第一汇流层的厚度小于或等于2.2mm。
根据权利要求2-13任一项所述的电池，其中，所述负极活性材料中还包括硅基材料；

所述硅基材料中硅元素在所述负极活性材料中的质量含量为1％-6％；所述第一汇流层的厚度为1.2mm-2.2mm，所述第二汇流层的厚度为1.2mm-2.2mm。
根据权利要求2-14任一项所述的电池，其中，所述第一汇流层包括第一汇流部、第二汇流部以及连接所述第一汇流部和所述第二汇流部的第一缓冲部，所述第一汇流部和所述第二汇流部沿所述厚度方向设置并连接于不同的所述电池单体；

在所述第一汇流层和所述第二汇流层的层叠方向上，所述第一缓冲部凸出于所述第一汇流部和所述第二汇流部；

所述第一汇流层在与所述第一缓冲部对应的位置设有凹部。
根据权利要求15所述的电池，其中，

所述电池单体的体积能量密度为390Wh/L-450Wh/L，所述凹部的深度为1.2mm-2.5mm；或者，

所述电池单体的体积能量密度为450Wh/L-480Wh/L，所述凹部的深度为1mm-2.2mm。
根据权利要求1-16任一项所述的电池，其中，在所述多个电池单体中，沿所述厚度方向位于最外侧所述电池单体连接于所述第一汇流部件。
根据权利要求1-17任一项所述的电池，其中，所述电极组件包括两个第一表面和两个第二表面，两个所述第一表面沿所述厚度方向相对设置，两个所述第二表面沿与所述厚度方向垂直的方向相对设置，所述第二表面连接两个所述第一表面；

所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积。
根据权利要求1-18任一项所述的电池，其中，所述电池单体在所述厚度方向上的膨胀压强为1.5MPa-2.0MPa。
根据权利要求1-19任一项所述的电池，其中，所述负极膜层的单面涂布重量为90mg/1540mm²至170mg/1540mm²，可选为110mg/1540mm²至150mg/1540mm²。
根据权利要求1-20任一项所述的电池，其中，所述负极膜层于所述电池单体100％SOC下的压实密度为1.15g/cm³至1.36g/cm³，可选为1.25g/cm³至1.36g/cm³。
根据权利要求1-21任一项所述的电池，其中，所述负极片的孔隙率为27％-40％。
根据权利要求1-22任一项所述的电池，其中，所述碳基材料包括人造石墨和天然石墨中的至少一种。
根据权利要求1-23任一项所述的电池，其中，所述负极活性材料中还包括硅基材料，所述硅基材料中硅元素在所述负极活性材料中的质量含量为0.3％至10％，可选为1％至6％。
根据权利要求24所述的电池，其中，所述硅基材料包括硅氧化合物和硅碳复合物中的至少一种。
根据权利要求1-25任一项所述的电池，其中，所述负极膜层包括第一负极膜层和第二负极膜层，所述第二负极膜层设置于所述第一负极膜层和所述负极集流体之间；

所述负极活性材料包括设置于所述第一负极膜层的第一负极活性材料和设置于所述第二负极膜层的第二负极活性材料，所述第一负极活性材料包括人造石墨，所述第二负极活性材料包括人造石墨、天然石墨和硅基材料的一种或多种。
根据权利要求26所述的电池，其中，所述第一负极膜层的厚度和所述第二负极膜层的厚度比值为3:7至7:3，可选为4:6至6:4。
根据权利要求26或27所述的电池，其中，所述第一负极膜层的厚度小于或等于所述第二负极膜层的厚度。
根据权利要求26-28任一项所述的电池，其中，所述第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50小于或等于所述第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50。
根据权利要求26-29任一项所述的电池，其中，所述第一负极活性材料的体积平均粒径Dv50为7.8μm-14.3μm，可选为7.8μm-11.3μm；

所述第二负极活性材料的体积平均粒径Dv50为Dv50为9.5μm-18.5μm，可选为9.5μm-14.6μm。
根据权利要求1-30任一项所述的电池，其中，所述负极活性材料的比表面积为0.5m²/g-3m²/g，可选为0.6m²/g-1.2m²/g。
根据权利要求1-31任一项所述的电池，其中，所述正极膜层的单面涂布重量为200mg/1540mm²-370mg/1540/mm²；可选为240mg/1540mm²至330mg/1540mm²。
根据权利要求1-32任一项所述的电池，其中，所述正极膜层于所述电池单体100％SOC下的压实密度为2.50g/cm³至2.80g/cm³；可选为2.55g/cm³-2.70g/cm³。
根据权利要求1-33任一项所述的电池，其中，所述正极片的孔隙率为25％-32％。
根据权利要求1-34任一项所述的电池，其中，所述正极片的厚度为0.13mm-0.2mm。
根据权利要求1-35任一项所述的电池，其中，所述正极集流体的厚度与所述正极膜层的厚度之比为0.05-0.3。
根据权利要求1-36任一项所述的电池，其中，所述正极活性材料的体积平均粒径满足1μm≤Dv50≤2μm，0.4μm≤Dv10≤0.7μm。
根据权利要求1-37任一项所述的电池，其中，所述电池单体包括容纳于所述外壳内的电解液。
根据权利要求38所述的电池，其中，所述电解液于室温下的电导率为15mS/cm 至20mS/cm。
根据权利要求38或39所述的电池，其中，所述电解液包括有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸酯类溶剂和羧酸酯类溶剂中的一种或多种。
根据权利要求40所述的电池，其中，所述碳酸酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种。
根据权利要求40或41所述的电池，其中，所述羧酸酯包括R₁-COO-R₂，R₁和R₂分别独立地包括碳原子数为1-5的烷基或碳原子数为1-5的卤代烷基。
根据权利要求38-42任一项所述的电池，其中，所述电解液包括锂盐，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂LiFSI和六氟磷酸锂LiPF₆，所述双氟磺酰亚胺锂LiFSI的摩尔浓度为0.2mol/L至0.5mol/L，所述六氟磷酸锂LiPF₆的摩尔浓度为0.5mol/L至1.0mol/L。
根据权利要求38-43任一项所述的电池，其中，所述电解液于室温下的密度ρ满足：1.05g/mL≤ρ≤1.35g/mL。
根据权利要求1-44任一项所述的电池，其中，所述电极组件沿所述厚度方向上的尺寸为T，单层所述负极片的厚度为T1，所述负极片在所述厚度方向上层叠的层数为N；

T、T1以及N满足：0.3≤(N×T1)/T≤0.5。
根据权利要求1-45任一项所述的电池，其中，所述电池单体从10％SOC充电至80％SOC的充电时间为5分钟至10.5分钟。
一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求1-46任一项所述的电池，所述电池用于提供电能。