【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池领域，更为具体地，涉及一种电池单体、电池和用电设备。
技术介绍
1、节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
2、在电池技术的发展中，除了提高电池的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池的安全问题不能保证，那该电池就无法使用。因此，如何既能提高电池的性能，又可以保证电池的安全性，已经成为电池技术发展中尤为重要的问题。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种电池单体、电池和用电设备，能够提高电池单体的可靠性。
2、第一方面，提供了一种电池单体，该电池单体包括：电极组件，该电极组件包括正极极片，该正极极片包括能够可逆脱出-嵌入金属离子的正极活性材料，该正极活性材料包括含镍元素化合物；壳体，用于容纳该电极组件，该壳体的至少部分区域的熔点为p，p满足：1200℃≤p≤2000℃。
3、因此，本申请实施例的电池单体，在正极极片的正极活性材料包括含镍元素化合物的情况下，可以有效增加电池单体的能量密度和长循环寿命，也会增加电池单体使用过程中产生的气体，尤其是电池单体发生热失控的情况下，电池单体内部温度迅速增加并会产生大量气体。因此，适当提高该壳体的至少部分区域的熔点p，会使得壳体不易被熔化，减少该电池单体发生爆炸的可能，进而减少相邻电池单体发生热失控的风险，以提高电池的可靠性。但该壳体的熔点p也不宜过大
4、在一些实施例中，该含镍元素化合物包括层状含锂过渡金属氧化物，该层状含锂过渡金属氧化物中镍元素的摩尔量占层状含锂过渡金属氧化物中的过渡金属元素的总摩尔量的50％以上，可选地70％以上，可选地80％以上，可选地90％以上，由此可以进一步提高电池单体的能量密度。
5、在一些实施例中，该层状含锂过渡金属氧化物包括lianibcocmdoeaf，其中，0＜a≤1.2，0.5≤b＜1，可选地，0.9≤b＜1；0＜c＜1；0＜d＜1；1≤e≤2；0≤f≤1，m包括但不限于mn、al、zr、zn、cu、cr、mg、fe、v、ti和b中的一种或多种，a包括但不限于n、f、s和cl中的一种或多种，以提高电池单体的能量密度。
6、在一些实施例中，该壳体的至少部分区域的材料包括以下至少一种：钢、铜合金、钛合金以及镍合金。这些材料的熔点较高，能够满足壳体的要求，并且便于加工，成本较低。
7、在一些实施例中，该壳体的至少部分区域的材料包括钢，1300℃≤p≤1800℃，易于满足设计需求，提高电池单体以及电池的可靠性。
8、在一些实施例中，该壳体的至少部分区域的材料包括以下至少一种：不锈钢和碳钢。例如，若壳体采用不锈钢材料，容易满足熔点p的要求。并且，壳体采用不锈钢的材质，不易生锈，相比其他材料，能够提高壳体的使用寿命。若壳体采用碳钢材料，易于满足熔点p的要求。
9、在一些实施例中，该壳体的至少部分区域的材料中铬元素的质量含量为m，m满足：10％≤m≤30％。在壳体的至少部分区域的材料中适量增加铬元素，能够提高该材料的熔点，使其易于满足熔点p的要求。另外，由于铬元素能够与氧气反应生成一层致密的氧化铬膜，所以还可以使得壳体表面形成一种耐腐蚀的保护膜，提高壳体的耐腐蚀性能。
10、在一些实施例中，该壳体的至少部分区域包括该壳体的全部侧壁以及该壳体的底壁。在电极组件的正极极片的镍元素的质量含量d的取值一定的情况下，若电池单体发生热失控，电池单体内部温度迅速增加并会产生大量气体；而壳体的全部区域满足熔点p的要求，那么可以提高该壳体整体的变形能力，会使得壳体不易被破坏或者融化，能够限制壳体内部的高温高压气体，减少对相连电池单体的影响，进而减少相邻电池单体发生热失控的风险，以提高电池的可靠性。
11、在一些实施例中，该壳体呈圆柱体形或多棱柱体形，以便于加工。
12、在一些实施例中，该壳体的至少部分区域在温度为500℃的条件下的抗拉强度为rn，rn满足：100mpa≤rn≤1200mpa。在正极极片的正极活性材料包括含镍元素化合物的情况下，可以有效增加电池单体的能量密度和长循环寿命，也会增加电池单体使用过程中产生的气体，尤其是电池单体发生热失控的情况下，电池单体内部温度迅速增加并会产生大量气体。因此，适当提高该壳体的至少部分区域在高温500℃条件下抗拉强度rn，可以提高该部分壳体在电池单体发生热失控时的变形能力，会使得壳体不易被迅速破坏和爆炸，进而减少相邻电池单体发生热失控的风险，以提高电池的可靠性。但该壳体的至少部分区域在高温500℃条件下抗拉强度rn也不宜过大，以节省成本，便于加工。
13、在一些实施例中，该电极组件还包括负极极片，该负极极片包括能够可逆脱出-嵌入金属离子的负极活性材料，该负极活性材料包括硅基材料；该壳体的至少部分区域在温度为25℃的条件下的抗拉强度为rm，rm满足：250mpa≤rm≤2000mpa。在负极极片上设置硅基材料可以容纳更多金属离子，可以有效增加电池单体的能量密度。另外，在负极极片的负极活性材料具有硅基材料的情况下，还会增加电池单体内电极组件在使用过程中的变形量，尤其是电池单体的充电过程中，金属离子嵌入负极极片的硅基材料，会使得电极组件发生体积膨胀，进而增加了该电极组件对电池单体的壳体的压力。因此，增加壳体的至少部分区域在常温25℃条件下的抗拉强度rm，可以提高壳体的变形能力，使得壳体在电池单体的使用过程中不易发生破损，进而提高电池单体的结构稳定性，进而提高电池单体的使用寿命。但该壳体的至少部分区域的常温25℃条件下的抗拉强度rm也不宜过大，以降低该壳体的材料的选择难度和加工难度，节省成本，便于加工。
14、在一些实施例中，该电极组件还包括负极极片，该负极极片包括能够可逆脱出-嵌入金属离子的负极活性材料，该负极活性材料包括硅基材料；该壳体的至少部分区域在温度为25℃的条件下的屈服强度为re，re满足：140mpa≤re≤1000mpa。在负极极片上设置硅基材料可以容纳更多金属离子，可以有效增加电池单体的能量密度。另外，在负极极片的负极活性材料具有硅基材料的情况下，还会增加电池单体内电极组件在使用过程中的变形量，尤其是电池单体的充电过程中，金属离子嵌入负极极片的硅基材料，会使得电极组件发生体积膨胀，进而增加了该电极组件对电池单体的壳体的压力。因此，增加壳体的至少部分区域在常温25℃条件下的屈服强度re，可以提高壳体的变形能力，进而提高电池单体的结构稳定性，进而提高电池单体的使用寿命。在电池单体充放电过程中，电极组件会循环发生体积膨胀和体积缩小的情况下，增加壳体的至少部分区域的常温屈服强度re，能够提高壳体承受的最大挤压力，不超过该壳体的屈服强度的极限的情况下，壳体不易被破坏，且壳体的变形可恢复，提高了壳体的使用寿命。但该壳体的至少部分区域的常温条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池单体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域的材料包括以下材料中的一种：钢、铜合金、钛合金以及镍合金。
3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域的材料包括钢，1300℃≤p≤1800℃。
4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域的材料包括：不锈钢或者碳钢。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域包括所述壳体的全部壁。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体呈圆柱体形或多棱柱体形。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域在温度为500℃的条件下的抗拉强度为Rn，Rn满足：100MPa≤Rn≤1200MPa。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括负极极片，所述负极极片包括能够可逆脱出-嵌入金属离子的负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基
9.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括负极极片，所述负极极片包括能够可逆脱出-嵌入金属离子的负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基材料；
10.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域在温度为25℃的条件下的抗拉强度为Rm，所述壳体的至少部分包括第三壳体壁，所述第三壳体壁的平均厚度为T，Rm和T满足：250MPa≤Rm≤2000MPa，0.05mm≤T≤0.5mm，60mm·MPa≤T×Rm≤500mm·MPa。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体的容量为C，所述壳体的至少部分区域在温度为25℃的条件下的抗拉强度为Rm，Rm和C满足：250MPa≤Rm≤2000MPa，25Ah≤C≤550Ah。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体具有开口，所述壳体包括与所述开口相对设置的第一壳体壁和至少两个第二壳体壁，所述第一壳体壁和所述第二壳体壁相交设置；
13.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体为一体成型结构，所述壳体具有开口，所述壳体包括与所述开口相对设置的第一壳体壁和至少两个第二壳体壁，所述第一壳体壁和所述第二壳体壁相交设置，所述至少两个第二壳体壁中的两个第二壳体壁通过第一圆角连接，所述壳体的深度H与所述第一圆角的内径R1之间满足：
14.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体为一体成型结构，所述壳体具有开口，所述壳体包括与所述开口相对设置的第一壳体壁和至少两个第二壳体壁，所述第一壳体壁和所述第二壳体壁相交设置，所述至少两个第二壳体壁中的两个第二壳体壁通过第一圆角连接，所述壳体在温度为25℃的条件下的屈服强度Re与所述第一圆角的内径R1之间满足：140MPa≤Re≤1000Mpa，2.5mm≤R1≤20mm。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体具有开口，所述壳体包括与所述开口相对设置的第一壳体壁和至少一个第二壳体壁，所述第一壳体壁和所述第二壳体壁相交设置，所述第一壳体壁与所述第二壳体壁之间通过第二圆角连接，所述第二圆角的内径r1与所述至少一个第二壳体壁中厚度最小的第二壳体壁的最小厚度T2之间满足：2.0≤r1/T2≤30。
16.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体包括：
17.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体用于电池，所述电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳；
18.根据权利要求17所述的电池单体，其特征在于，所述第二极耳设于所述电极组件面向所述盖体的一端，所述第一极耳设于所述电极组件背离所述盖体的另一端；
19.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括第一极耳；所述壳体包括筒体和连接于所述筒体的盖体，所述筒体环绕所述电极组件的外周设置，所述盖体包括第一电极端子，所述第一极耳通过所述筒体与所述第一电极端子电连接，所述壳体为多层结构，所述多层结构的电阻率不同。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体为多层结构，所述壳体的最外层壳体的材料包括以下材料中的一种：铝、铝合金、铜、铜合金和铬。
21.一种电池，其特征在于，包括：
22.一种...
【技术特征摘要】
1.一种电池单体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域的材料包括以下材料中的一种：钢、铜合金、钛合金以及镍合金。
3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域的材料包括钢，1300℃≤p≤1800℃。
4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域的材料包括：不锈钢或者碳钢。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域包括所述壳体的全部壁。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体呈圆柱体形或多棱柱体形。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域在温度为500℃的条件下的抗拉强度为rn，rn满足：100mpa≤rn≤1200mpa。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括负极极片，所述负极极片包括能够可逆脱出-嵌入金属离子的负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基材料；
9.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括负极极片，所述负极极片包括能够可逆脱出-嵌入金属离子的负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基材料；
10.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的至少部分区域在温度为25℃的条件下的抗拉强度为rm，所述壳体的至少部分包括第三壳体壁，所述第三壳体壁的平均厚度为t，rm和t满足：250mpa≤rm≤2000mpa，0.05mm≤t≤0.5mm，60mm·mpa≤t×rm≤500mm·mpa。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体的容量为c，所述壳体的至少部分区域在温度为25℃的条件下的抗拉强度为rm，rm和c满足：250mpa≤rm≤2000mpa，25ah≤c≤550ah。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体具有开口，所述壳体包括与所述开口相对设置的第一壳体壁和至少两个第二壳体壁，所述第一壳体壁和所述第二壳体壁相交设置；
13.根据权利要求1至4中任一项所述的电池单体，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，陈新祥，黄守君，林蹬华，陈龙，罗琰，郑于炼，王鹏，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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