本技術(shù)涉及電池技術(shù)的領(lǐng)域，具體涉及一種電池單體、電池裝置及用電裝置。

背景技術(shù)：

1、電池廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備，例如手機(jī)、筆記本電腦、電瓶車、電動(dòng)汽車、電動(dòng)飛機(jī)、電動(dòng)輪船、電動(dòng)汽車玩具、電動(dòng)玩具輪船、電動(dòng)玩具飛機(jī)和電動(dòng)工具中。

2、在電池單體發(fā)展過(guò)程中，如何使電池單體兼顧高能量密度和高動(dòng)力學(xué)性能是目前亟待解決的問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供一種電池單體、電池裝置及用電裝置。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種電池單體，包括正極極片，所述正極極片包括正極集流體和位于所述正極集流體至少一側(cè)的正極膜層，所述正極膜層包括正極活性材料和導(dǎo)電劑，部分所述導(dǎo)電劑覆蓋于所述正極活性材料的表面；所述正極活性材料包括核體和包覆于所述核體至少部分表面的包覆材料，所述核體包括含鋰過(guò)渡金屬氧化物，所述含鋰過(guò)渡金屬氧化物包含ni元素，基于所述含鋰過(guò)渡金屬氧化物中過(guò)渡金屬元素的總摩爾量計(jì)，ni元素的摩爾占比大于等于50%且小于100%；所述包覆材料包括金屬元素；所述正極活性材料包括粒徑小于等于8μm的一次顆粒，基于所述正極活性材料的顆粒總數(shù)計(jì)，所述粒徑小于等于8μm的一次顆粒的數(shù)量占比大于等于99%；所述導(dǎo)電劑包括碳納米管，所述碳納米管包括碳納米管團(tuán)聚體，所述正極膜層中在5μm5μm范圍內(nèi)所述碳納米管團(tuán)聚體的數(shù)量小于等于16個(gè)。

3、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例，高ni元素含量的過(guò)渡金屬氧化物具有高容量，可以使電池單體具有較高的能量密度；而通過(guò)使正極活性材料中一次顆粒的占比在上述范圍內(nèi)并且限定一次顆粒的粒徑小于等于8μm，具有該粒徑大小的一次顆粒表現(xiàn)為單晶，單晶顆粒可以使正極活性材料具有更高的壓實(shí)密度，由此可以縮短鋰離子在正極活性材料中的擴(kuò)散距離，提升了鋰離子的遷移速率，由此提升電池單體的動(dòng)力學(xué)性能。進(jìn)一步地，通過(guò)采用含有金屬元素的包覆材料對(duì)含鋰過(guò)渡金屬氧化物進(jìn)行包覆處理，并且通過(guò)使部分導(dǎo)電劑覆蓋于正極活性材料的表面，可以提升正極活性材料的導(dǎo)電性比起可以增加導(dǎo)電劑與正極活性材料顆粒的接觸位點(diǎn)，構(gòu)建連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，而通過(guò)限定碳納米管團(tuán)聚體的數(shù)量在上述范圍內(nèi)可以進(jìn)一步提升活性離子的傳輸速率，降低內(nèi)阻，由此可以提升鋰離子的遷移速率，進(jìn)而提升電池單體的動(dòng)力學(xué)性能。

4、本技術(shù)實(shí)施例通過(guò)同時(shí)控制正極活性材料的粒徑范圍、導(dǎo)電劑以及對(duì)正極活性材料的包覆處理，可以彌補(bǔ)高鎳含鋰過(guò)渡金屬氧化物因ni元素含量增加、co元素含量下降導(dǎo)致的正極活性材料導(dǎo)電性下降的缺陷，使正極活性材料兼顧高容量和高離子傳輸速率，進(jìn)而使電池單體堅(jiān)固高能量密度和高動(dòng)力學(xué)性能。

5、在一些實(shí)施例中，所述一次顆粒包括粒徑大于等于0.5μm且小于等于2μm的第一顆粒，基于所述一次顆粒的總數(shù)計(jì)，所述第一顆粒的數(shù)量占比為85%-93%。由此可以提高鋰離子遷移速率，改善電池單體的動(dòng)力學(xué)性能；同時(shí)正極活性材料可以具有較高的壓實(shí)密度，有利于進(jìn)一步提升電池單體的能量密度。

6、在一些實(shí)施例中，所述一次顆粒還包括粒徑小于0.5μm且大于等于0.3μm的第二顆粒，基于所述一次顆粒的總數(shù)計(jì)，所述第二顆粒的數(shù)量占比為3%-6%。由此有利于提升正極活性材料的壓實(shí)密度，提升電池單體的能量密度；同時(shí)可以進(jìn)一步縮短鋰離子的擴(kuò)散距離，提升電池單體的動(dòng)力學(xué)性能。

7、在一些實(shí)施例中，所述一次顆粒還包括粒徑小于0.3μm的第三顆粒，基于所述一次顆粒的總數(shù)計(jì)，所述第三顆粒的數(shù)量占比小于等于0.3%。由此有利于減少正極活性材料顆粒的團(tuán)聚，同時(shí)可以減少正極活性材料與電解液的副反應(yīng)，使電池單體具有高能量密度、高動(dòng)力學(xué)性能的同時(shí)可以兼顧改善的循環(huán)性能。

8、在一些實(shí)施例中，所述一次顆粒還包括粒徑大于2μm且小于等于3μm的第四顆粒，基于所述一次顆粒的總數(shù)計(jì)，所述第四顆粒的數(shù)量占比為2.5%-8%。由此有利于使正極極片在高壓實(shí)密度的同時(shí)具有合適的孔隙率，改善正極極片的電解液浸潤(rùn)性，使電池單體具有高能量密度和高動(dòng)力學(xué)性能的同時(shí)兼顧改善的循環(huán)性能。

9、在一些實(shí)施例中，所述一次顆粒還包括粒徑大于3μm且小于等于8μm的第五顆粒，基于所述一次顆粒的總數(shù)計(jì)，所述第五顆粒的數(shù)量占比小于等于1.5%。由此正極活性材料可以具有較為集中的粒度分布，有利于進(jìn)一步縮短鋰離子的傳輸路徑，提升鋰離子擴(kuò)散速率，進(jìn)而改善電池單體的動(dòng)力學(xué)性能。

10、在一些實(shí)施例中，所述核體可以包括具有以下化學(xué)式的含鋰過(guò)渡金屬氧化物：lianibcocmdqeof，其中，m包括mn和al中的一種或兩種，q包括mo、w、sb、nb、v、zr、sr、y中的一種或多種；0.8≤a≤1.1，0.7≤b＜1，0.04≤c＜1，0.05≤d＜1，0.001≤e≤0.1，b+c+d+e=1，1.8≤f≤2.2。由此可以使正極活性材料兼顧高容量和高電導(dǎo)率，有利于進(jìn)一步提升電池單體的能量密度和動(dòng)力學(xué)性能。

11、在一些實(shí)施例中，0.8≤b≤0.92，0.04≤c≤0.12，0.05≤d≤0.15，0.001≤e≤0.005。由此可以使正極活性材料兼顧高容量和高電導(dǎo)率，有利于進(jìn)一步提升電池單體的能量密度和動(dòng)力學(xué)性能。

12、在一些實(shí)施例中，所述金屬氧化物中的金屬元素包括al、co、b、ti、nb、sb、sr、y中的一種或多種。由此可以進(jìn)一步提升正極活性材料的導(dǎo)電性，降低電池單體的內(nèi)阻，提升離子傳輸速率，進(jìn)而提升電池單體的動(dòng)力學(xué)性能。

13、在一些實(shí)施例中，基于所述正極活性材料的總質(zhì)量計(jì)，所述正極活性材料中所述金屬元素的質(zhì)量百分含量為0.1%-0.9%。由此有利于進(jìn)一步提升電池的動(dòng)力學(xué)性能。

14、在一些實(shí)施例中，所述包覆材料在所述核體的至少部分表面形成包覆層，所述包覆層的厚度大于0且小于等于150nm?？蛇x地，所述包覆層的厚度為50nm-100nm。由此可以使正極活性材料在具有高容量的同時(shí)提升離子電導(dǎo)率，使電池單體兼顧高能量密度和高動(dòng)力學(xué)性能。

15、在一些實(shí)施例中，所述正極活性材料的體積分布粒徑dv2為0.5μm-1.4μm。由此正極膜層可以具有合適的壓實(shí)密度和孔隙率，有利于進(jìn)一步提升電池單體的能量密度和動(dòng)力學(xué)性能。

16、在一些實(shí)施例中，所述正極活性材料的體積分布粒徑dv50為2μm-3μm。由此正極膜層可以具有合適的壓實(shí)密度和孔隙率，有利于進(jìn)一步提升電池單體的能量密度和動(dòng)力學(xué)性能。

17、在一些實(shí)施例中，所述正極活性材料的體積分布粒徑dv90為5μm-6μm。由此正極膜層可以具有合適的壓實(shí)密度和孔隙率，有利于進(jìn)一步提升電池單體的能量密度和動(dòng)力學(xué)性能。

18、在一些實(shí)施例中，所述正極活性材料的體積分布粒徑dv99為7μm-10μm。由此正極膜層可以具有合適的壓實(shí)密度和孔隙率，有利于進(jìn)一步提升電池單體的能量密度和動(dòng)力學(xué)性能。

19、在一些實(shí)施例中，所述正極活性材料的振實(shí)密度為1.4g/cm3-1.8g/cm3。

20、在一些實(shí)施例中，在4t壓力下，所述正極活性材料的壓實(shí)密度為3.3g/cm3-3.6g/cm3。

21、在一些實(shí)施例中，所述正極活性材料的比表面積為0.6m2/g-1m2/g。由此有利于使正極膜層具有較高的壓實(shí)密度，進(jìn)而提升電池單體的能量密度。

22、在一些實(shí)施例中，所述正極活性材料在12mpa的粉末電阻率小于等于10000ω·cm。由此正極活性材料具有更好的導(dǎo)電性能，有利于進(jìn)一步降低電池單體的內(nèi)阻，提升動(dòng)力學(xué)性能。

23、在一些實(shí)施例中，所述正極活性材料包括表面覆蓋有所述導(dǎo)電劑的正極活性材料和表面未覆蓋所述導(dǎo)電劑的正極活性材料，基于所述正極活性材料的總質(zhì)量計(jì)，所述表面覆蓋所述導(dǎo)電劑的正極活性材料的質(zhì)量百分含量為20%-50%。由此有利于進(jìn)一步提升正極活性材料的導(dǎo)電性，進(jìn)而提升電池單體的動(dòng)力學(xué)性能。

24、在一些實(shí)施例中，所述碳納米管包括碳納米管團(tuán)聚體，所述正極膜層中在5μm5μm范圍內(nèi)所述碳納米管團(tuán)聚體的數(shù)量小于等于16個(gè)。由此有利于提升正極膜層的離子擴(kuò)散和傳輸速率，提升電池單體的循環(huán)性能。

25、在一些實(shí)施例中，基于所述正極膜層的總質(zhì)量計(jì)，所述正極膜層中所述導(dǎo)電劑的質(zhì)量百分含量為1%-2%。由此有利于提升正極活性材料的導(dǎo)電性能，進(jìn)而提升電池單體的動(dòng)力學(xué)性能。

26、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種電池裝置，包括本技術(shù)第一方面實(shí)施例的電池單體。

27、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種用電裝置，包括本技術(shù)第一方面實(shí)施例的電池單體或本技術(shù)第二方面實(shí)施例的電池裝置。