CN114843434A - 一种电极片、固态电池和电子设备 - Google Patents

一种电极片、固态电池和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种电极片、固态电池和电子设备，固态电池包括正极片和负极片；所述正极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一功能表面的正极活性层，所述正极活性层包括内部具有锂盐的第一凝胶电解质；所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一功能表面的负极活性层，所述负极活性层包括内部具有锂盐的第二凝胶电解质，所述第一凝胶电解质和第二凝胶电解质不同；或者，所述负极片为锂金属。在应用固态电池中时，凝胶电解质能够实现电极‑固态电解质界面接触性能的优化，使固态电池的安全性能和循环性能得到进一步改善。

Description

一种电极片、固态电池和电子设备
本申请要求于2021年02月01日提交中国专利局、申请号为202110138498.8、申请名称为“一种电极片、固态电池和电子设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及一种电极片、固态电池和电子设备，属于二次电池技术领域。
背景技术
随着智能手机、笔记本电脑等电子设备以及以电动汽车为代表的新能源动力装备的广泛普及，人们对锂离子电池的需求量越来越大，对锂离子电池性能的要求也越来越高。目前，大多数商用锂离子电池包含大量易燃的有机电解液，一旦电池循环过程中产生的锂枝晶引发正负极短路和电池热失控，有机电解液极易导致电池起火燃烧甚至爆炸。相比于液态电池，固态电池不含有任何有机电解液，可以降低锂离子电池的可燃性、极大地提升安全性，并且固态电解质机械强度较高、可以抑制锂枝晶生长，使应用金属锂作为负极成为可能，从而显著提升锂离子电池的能量密度。
然而，仅仅把锂离子电池中的有机电解液替换为拥有较高离子电导率的固态电解质而成的固态电池的室温循环稳定性仍然较差，这是因为室温下的固态电解质一般具有较高的机械强度，不能有效缓冲电池充放电循环过程中电极材料的体积变化，导致电极/电解质界面阻抗较大。此外，固态电池的正负极片内部没有锂离子传导通路，也无法通过提升正负极片的活性材料承载量而显著提高固态电池的能量密度。
目前，采用固态电解质并在正负极片界面处分散少量电解液或增塑剂等类液体成分来制备固态电池，成为现阶段固态电池能兼顾安全性和室温循环稳定性的主流选择。但是，正负极片界面处的少量液态电解液难以稳定的保留在电极/电解质界面处，在长期循环时仍有可能流走，影响循环寿命，对固态电池循环性能以及能量密度的改善效果并不理想。
发明内容
本申请实施例提供了一种电极片、固态电池和电子设备，通过对固态电池中正极片和负极片的活性层的组成进行设置而实现了固态电池的固态电解质-电极界面接触性能的优化，不仅使固态电池的安全性能得到进一步改善，更使固态电池循环性能和能量密度的提升。
本申请实施例第一方面提供一种固态电池，该固态电池包括正极片和负极片；
所述正极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一功能表面的正极活性层，所述正极活性层包括内部具有锂盐的第一凝胶电解质；
所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一功能表面的负极活性层，所述负极活性层包括内部具有锂盐的第二凝胶电解质，所述第一凝胶电解质和第二凝胶电解质不同；或者，所述负极片为锂金属。
本申请实施例提供的固态电池包括两不同的实现方式。
在一种实现方式中，正极片的正极活性层中包括第一凝胶电解质，负极片的负极活性层中包括第二凝胶电解质。本申请实施例的第一凝胶电解质和第二凝胶电解质是指内部具有网络骨架且网络骨架空隙中具有锂盐填充的弹性体系。由于第一凝胶电解质和第二凝胶电解质具有一定的弹性，因此有助于改善电极片与固态电解质的界面接触性能，通过降低锂离子在电极片与固态电解质之间的传输阻抗，实现固态电池循环性能的提升；并且，第一凝胶电解质和第二凝胶电解质的力学弹性也能够缓解由于电极片在长期循环过程中造成的体积变大而与固态电解质产生的挤压，避免了固态电解质被挤压破裂的风险，降低了由于固态电解质破裂而可能导致的正负极片接触引发的短路现象。
此外，第一凝胶电解质和第二凝胶电解质的耐高压特性以及内部丰富的锂离子传输网络，也有利于固态电池能量密度的提升。
需要强调的是，本申请实施例的固态电池正极片中的第一凝胶电解质和第二凝胶电解质不同，具体第一凝胶电解质和第二凝胶电解质的选择可以根据固态电池实际的应用环境进行进一步的确定，从而更有利于固态电解质电性能的改善。
在另一种实现方式中，正极片与前述相同，而负极片采用锂金属负极。能够理解的是，在该实施方式中，正极片的正极活性层中的第一凝胶电解质也有利于改善正极片-固态电解质的界面性能并使正极片内部具有丰富的锂离子传输网络，从而能够改善固态电池的安全性能、循环性能以及能量密度。
在一种可能的实现方式中，所述第一凝胶电解质选自碳酸脂类凝胶电解质、丙烯酸酯类凝胶电解质中的至少一种；和/或，
所述第二凝胶电解质选自聚环氧乙烷基类凝胶电解质、聚甲基丙烯酸甲酯基类凝胶电解质、丙烯酸酯类凝胶电解质中的至少一种。
当正极片的正极活性层包括碳酸脂类凝胶电解质、丙烯酸酯类凝胶电解质中的至少一种，和/或，负极片的负极活性层包括聚环氧乙烷基类凝胶电解质、聚甲基丙烯酸甲酯基类凝胶电解质、丙烯酸酯类凝胶电解质中的至少一种时，有利于进一步优化固态电池的耐高电压性能和循环性能。
在一种可能的实现方式中，所述第一凝胶电解质中，锂盐的质量百分含量为5-78％；和/或，所述第二凝胶电解质中，锂盐的质量百分含量为5-78％。该组成的第一凝胶电解质和第二凝胶电解质，有利于进一步提升凝胶电解质的导锂离子性能。
在一种可能的实现方式中，所述正极活性层按照质量百分含量包括：正极活性材料10-97％、导电剂1-15％、粘结剂1-15％、锂盐0-8％以及第一凝胶电解质1-52％；和/或，
所述负极活性层按照质量百分含量包括：负极活性材料10-97％、导电剂1-15％、粘结剂1-15％、锂盐0-8％以及第二凝胶电解质1-52％。
该组成的正极片和/或负极片能够普遍满足当下固态电池的需求，尤其是可以通过同时提高第一凝胶电解质和/或第二凝胶电解质的质量含量和电极活性材料负载量，进一步提升电池的能量密度和耐高压能力。
本申请实施例第二方面提供一种固态电池的制备方法，包括以下步骤：
1)向正极片中间体的正极基础活性层的表面添加第一凝胶电解质，得到正极片；或者，向正极片中间体的正极基础活性层的表面添加第一凝胶电解质前驱体并反应，得到正极片；
2)向负极片中间体的负极基础活性层的表面添加第二凝胶电解质，得到负极片；或者，向负极片中间体的负极基础活性层的表面添加第二凝胶电解质前驱体并反应，得到负极片；或者，提供锂金属作为负极片；
其中，所述正极片中间体包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一个功能表面的正极基础活性层；所述负极片中间体包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个功能表面的负极基础活性层；
所述第一凝胶电解质和所述第二凝胶电解质不同，所述第一凝胶电解质前驱体和所述第二凝胶电解质前驱体不同。
在制备固态电池的过程包括按照上述方法制备正极片和负极片的过程，能够理解，当正极片和负极片制备完成后，将正极片、负极片以及固态电解质进行组装，得到固态电池。
以正极片为例，对本申请实施例分步制备正极活性层和负极活性层的过程进行介绍。在正极片的制备过程中，先形成具有正极基础活性层的正极片中间体，随后向正极基础活性层的表面添加第一凝胶电解质，第一凝胶电解质会经正极基础活性层的表面逐渐渗入正极基础活性层的内部，得到具有正极活性层的正极片。或者，先形成具有正极基础活性层的正极片中间体，随后向正极基础活性层的表面添加第一凝胶电解质前驱体并反应，在反应过程中，第一凝胶电解质前驱体会逐渐渗入正极基础活性层的内部并转化为第一凝胶电解质，得到具有正极活性层的正极片。
上述分步制备的工艺是指先具有正极基础活性层，随后通过第一凝胶电解质和正极基础活性层的复合，得到正极活性层。第一凝胶电解质后于基础活性层形成，能够保证第一凝胶电解质内部空间网络骨架结构的完整性以及使更多的锂盐分散在网络骨架结构的空隙中，从而进一步优化第一凝胶电解质的导锂离子性能，使通过增加正极片中正极活性材料的负载量而有效提升电池的能量密度的方式得到实现。
本申请实施例第三方面提供一种电极片，包括集流体和设置在所述集流体至少一个功能表面的活性层，所述活性层包括内部具有锂盐的凝胶电解质，所述凝胶电解质包括碳酸酯类凝胶电解质。
凝胶电解质是指内部具有网络骨架且网络骨架空隙中具有锂盐填充的弹性体系。由于凝胶电解质具有一定的弹性，因此有助于改善电极片与固态电解质的界面接触性能，通过降低锂离子在电极片与固态电解质之间的传输阻抗，实现固态电池循环性能的提升；并且，凝胶电解质的力学弹性也能够缓解由于电极片在长期循环过程中造成的体积变大而与固态电解质产生的挤压，避免了固态电解质被挤压破裂的风险，降低了由于固态电解质破裂而可能导致的正负极片接触引发的短路现象。当然，凝胶电解质的耐高压特性以及内部丰富的锂离子传输网络，也使电极片有利于固态电池能量密度的提升。
此外，该凝胶电介质中还包括碳酸酯类凝胶电解质，有利于进一步改善电池的耐高压性和循环性能。
在一种可能的实现方式中，所述凝胶电解质通过凝胶电解质前驱体得到；所述凝胶电解质前驱体按照质量百分含量包括20-95％碳酸酯类溶剂、5-78％锂盐以及0-2％引发剂。该组成凝胶电解质前驱体得到的凝胶电解质不仅有利于固态电池的耐高压性能，还能够保证锂盐在凝胶电解质内部的均匀分布，从而在通过提升电极片的导锂离子能力而提升固态电池循环性能的基础上，也使通过增加电极活性材料的负载量而提升固态电池能量密度的途径更为有效。
在一种可能的实现方式中，所述活性层按照质量百分含量包括：电极活性材料10-97％、导电剂1-15％、粘结剂1-15％、锂盐0-8％以及凝胶电解质1-52％。该组成的电极片能够普遍满足当下固态电池的需求，尤其是可以通过同时提高凝胶电解质的质量含量和电极活性材料负载量，进一步提升电池的能量密度和耐高压能力。
本申请实施例第四方面提供一种电极片的制备方法，包括以下步骤：
1)将电极浆料涂布在集流体的至少一个功能表面后干燥，得到极片中间体，所述极片中间体包括所述集流体以及设置在所述至少一个功能表面的基础活性层；
2)在所述基础活性层表面添加凝胶电解质，得到所述电极片；或者，在所述基础活性层表面添加凝胶电解质前驱体并反应，得到所述电极片；
其中，所述凝胶电解质包括碳酸酯类凝胶电解质，所述凝胶电解质前驱体包括碳酸酯类溶剂；
所述电极片包括所述集流体和在所述至少一个功能表面的活性层，所述活性层包括所述凝胶电解质。
在电极片的制备过程中，先形成具有基础活性层的极片中间体，随后向基础活性层的表面添加凝胶电解质，凝胶电解质会经基础活性层的表面逐渐渗入基础活性层的内部，得到具有活性层的电极片。或者，先形成具有基础活性层的极片中间体，随后向基础活性层的表面添加凝胶电解质前驱体并反应，在反应过程中，凝胶电解质前驱体会逐渐渗入基础活性层的内部并转化为凝胶电解质，得到具有活性层的电极片。
上述制备方法先形成在集流体的功能表面形成基础活性层，随后通过凝胶电解质和基础活性层的复合，得到功能表面设置有活性层的电极片。该制备方法中，凝胶电解质后于基础活性层形成，能够保证凝胶电解质内部空间网络骨架结构的完整性以及使更多的锂盐分散在网络骨架结构的空隙中，从而进一步优化凝胶电解质的导锂离子性能，使通过增加电极片中活性材料的负载量而有效提升电池的能量密度的方式得到实现。
在一种可能的实现方式中，所述凝胶电解质前驱体按照质量百分含量包括20-95％碳酸酯类溶剂、5-78％锂盐以及0-2％引发剂。该组成的凝胶电解质前驱体不仅有利于弹性交联产物(碳酸酯类凝胶电解质)的形成，更能够形成锂盐均匀分布在弹性交联产物的空间网状结构空隙中的凝胶电解质，从而进一步提升凝胶电解质的导锂离子性能。
本申请实施例的第五方面通过一种固态电池，该固态电池包括前述第三方面的电极片。本申请实施例的固态电池，由于包括前述电极片，因此固态电池的循环性能、安全性能以及能量密度都能够得到显著的提升。
本申请实施例的第五方面提供一种电子设备，该电子设备包括前述第一方面的固态电池或者前述第五方面的电极片。
由于电子设备通过前述固态电池进行驱动或者能量存储，或者该电子设备中的驱动源或能量存储单元包括前述电极片，因此续航能力、使用寿命以及安全性能表现优异，具有极佳的用户体验。
附图说明
图1a为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图；
图1b为本申请一实施例提供的电子设备的拆分结构示意图；
图2a为本申请一实施例提供的固态电池的电芯结构示意图；
图2b为本申请一实施例提供的固态电池的电芯结构示意图；
图3a为本申请一实施例提供的固态电池中正极片的结构示意图；
图3b为本申请一实施例提供的固态电池中负极片的结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的固态电池的制备方法的流程示意图；
图5为本申请一实施例提供的电极片的制备方法的流程示意图；
图6为本申请具体实施例1的锂离子电池的充放电曲线图；
图7为本申请具体实施例1的锂离子电池在室温下的放电比容量和库伦效率图；
图8为本申请具体实施例2的锂离子电池在室温下的放电比容量和库伦效率图；
图9为本申请具体实施例3的锂离子电池在室温下的放电比容量和库伦效率图；
图10为本申请具体实施例4的锂离子电池在室温下的放电比容量和库伦效率图；
图11为本申请具体实施例5的锂离子电池的充放电曲线图；
图12为本申请具体实施例5的锂离子电池在室温下的放电比容量和库伦效率图；
图13为本申请具体实施例6的锂离子电池在室温下的放电比容量和库伦效率图；
图14为本申请具体实施例7的锂离子电池在室温下的放电比容量和库伦效率图；
图15为本申请具体实施例8的锂离子电池在室温下的放电比容量和库伦效率图。
附图标记说明：
1a-正极集流体；
1b-负极集流体；
2a-正极活性材料；
2b-负极活性材料；
3-导电剂；
4-粘结剂；
5a-第一凝胶电解质；
5b-第二凝胶电解质；
10-显示屏；
30-电路板；
31-发热元件；
40-锂离子电池；
50-金属中框；
52-金属中板；
53-金属边框；
60-后壳；
200-手机；
A-正极片；
B-负极片；
L-锂金属；
C-固态电解质。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请，下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。
实施例1
本申请实施例提供一种电子设备，其中，电子设备可以包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备等具有电池的移动或固定终端。
其中，本申请实施例中，以手机200为上述电子设备为例进行说明，其中，手机200可为可折叠的手机200，也可以为直板手机200，本申请实施例中，以直板手机200为例，图1a为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图，图1b为本申请一实施例提供的电子设备的拆分结构示意图，参见图1a和图1b所示，手机200可以包括：显示屏10、后壳60以及位于显示屏10和后壳60之间的金属中框50、电路板30和锂离子电池40。其中，金属中框50的一面设置显示屏10，金属中框50的另一面设置后壳60。
其中，显示屏10可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏，也可以为液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)。后壳60可以为金属后壳60，也可以为玻璃后壳60，也可以为塑料后壳，还可以为陶瓷后壳60。其中，金属中框50的材料可以为镁合金，也可以为铝合金。
需要说明的是，本申请实施例中，金属中框50的材料包括但不限于为镁合金、铝合金和钛合金等金属材料制成的中框，金属中框50还可以采用陶瓷等材料制成的非金属中框。其中，显示屏10、后壳60和金属中框50的材质具体根据实际应用进行设置，本实施例中，不做限定。
其中，金属中框50可以包括金属中板53和围设在底框外周的金属边框52，金属边框52可以包括相对设置的顶边框和底边框，以及位于顶边框和底边框之间的两个侧边框。其中，金属边框52与金属中板53之间可以通过焊接、卡接或者一体成型相连。
其中，电路板30和锂离子电池40可以设置在金属中框50的金属中板53上，例如，电路板30与锂离子电池40设置在金属中板53朝向后壳60的一面上，或者电路板30与锂离子电池40可以设置在金属中板53朝向显示屏10的一面上。其中，电路板30在金属中板53上设置时，金属中框50上可以开设开口用于将电路板30上的元件置于金属中框50的开口处。
其中，电路板30可以为印刷电路板(Printed circuit board，PCB)，电路板30上具有发热元件31，发热元件31可以为电子设备上的主芯片，例如功率放大器、应用处理器(Central Processing Unit，CPU)、电源管理芯片(Power Management IC，PMIC)或者射频芯片等。
其中，锂离子电池40可以通过电源管理模块与充电管理模块(未示出)和电路板30相连，电源管理模块接收锂离子电池40和/或充电管理模块的输入，并为处理器、内部存储器、外部存储器、显示屏10、摄像头以及通信模块等供电。电源管理模块还可以用于监测锂离子电池40容量，锂离子电池40循环次数，锂离子电池40健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块也可以设置于电路板30的处理器中。在另一些实施例中，电源管理模块和充电管理模块也可以设置于同一个器件中。
可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对手机200的具体限定。在本申请另一些实施例中，手机200可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
在本申请实施例的描述中，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”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。
以下，对电子设备中的锂离子电池为例进行说明。
目前，为了改善锂离子电池的安全性能，多采用固态电解质替代液态电解液而在锂离子电池中完成锂离子在正极片和负极片之间的传导。但是固态电池中往往存在电解质-电极界面接触性能不良的缺陷，从而不利于固态电池的循环性能。
实施例2
图2a为本申请一实施例提供的固态电池的电芯结构示意图，图2b为本申请一实施例提供的固态电池的电芯结构示意图，图3a为本申请一实施例提供的固态电池中正极片的结构示意图，图3b为本申请一实施例提供的固态电池中负极片的结构示意图。
本申请实施例中的固态电池，包括正极片A和负极片B；
所述正极片A包括正极集流体1a和设置在所述正极集流体1a至少一功能表面的正极活性层11a，所述正极活性层11a包括内部具有锂盐的第一凝胶电解质5a；
所述负极片B包括负极集流体1b和设置在所述负极集流体1b至少一功能表面的负极活性层11b，所述负极活性层11b包括具有锂盐的第二内部凝胶电解质5b，所述第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b不同；或者，所述负极片B为锂金属L。
能够理解，固态电池除了包括正极片A和负极片B之外，还包括设置在正极片A和负极片B之间的固态电解质C。
本申请实施例固态电池中的电极片(正极片A和负极片B)的大致结构与本领域现阶段的电极片结构相同。如图2a所示，正极片A包括正极集流体1a以及设置在正极集流体1a功能表面的正极活性层11a，负极片B包括负极集流体1b以及设置在负极集流体1b功能表面的负极活性层11b。如图2b所示，正极片A包括正极集流体1a以及设置在正极集流体1a功能表面的正极活性层11a，负极片B为锂金属L。本申请实施例中，功能表面是指集流体(正极集流体1a和负极集流体1b)用于设置活性层(正极活性层11a和负极活性层11b)的表面，一般的集流体包括两个相对设置的功能表面，且活性层可以根据需求设置在一个或两个功能表面上。
在本申请中，正极片A中的正极活性层11a中不仅包括第一凝胶电解质5a，还包括正极活性材料2a，进一步还包括导电剂3、粘结剂4；负极活性层11b中的负极活性层11b中不仅包括第二凝胶电解质5b，还包括负极活性材料2b，进一步还包括导电剂3、粘结剂4。
正极片A和负极片B中的第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b是具有一定力学柔性的、且填充有锂离子的网络骨架，即一种具有锂离子传输性能的柔性介质。更确切的说，第一凝胶电解质5a包括具有网络骨架结构的第一凝胶电解质5a本体以及填充在网络骨架内部的锂盐；第二凝胶电解质5b包括具有网络骨架的第二凝胶电解质5b本体以及填充在网络骨架内部的锂盐。
由于第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b内部填充有锂离子，因此能够使包括第一凝胶电解质5a的正极片A和包括第二凝胶电解质5b的负极片B具有锂离子传输特性，进而有利于通过提高正极活性材料2a和负极活性材料2b的负载量而有效改善固态电池的能量密度并使固态电池的快充能力得到改善。同时，第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b由还具有一定的耐高压性而不会被氧化分解，因此不仅有利于通过提高充电电压的方式提高固态电池的能量密度，还能够满足固态电池中固态电解质C和电极活性层中对锂离子传导通路具有高分解电压窗口的需求。
此外，第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b还能够赋予正极片A和负极片B一定的力学柔性，即使固态电池中的固态电解质C具有高硬度高脆性的特性，正极片A和负极片B也能保证与固态电解质C良好的界面接触性能，降低锂离子的传输阻抗，使固态电池表现出更为优异的循环性能。在固态电池长期的循环过程中，正极片A和/或负极片B即使发生膨胀形变，其柔性也能有效缓冲对固态电解质C的挤压，降低固态电解质C的破裂风险，避免由于固态电解质C破裂使正负极片B接触而引起的固态电池短路现象，有助于保证固态电池的安全性能。
需要强调的是，本申请实施例固态电池中正极片A的第一凝胶电解质5a和负极片B的第二凝胶电解质5b互不相同，第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b的具体选择可以根据固态电池的实际应用场景和实际应用需求进行进一步的确定。例如，可以选择更利于正极片A脱出锂离子的第一凝胶电解质5a和更利于负极片B嵌入锂离子的第二凝胶电解质5b，从而进一步提升固态电池的快充性能。此处需要说明的是，第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b不同，可以是第一凝胶电解质本体和第二凝胶电解质本体不同，和/或，第一凝胶电解质5a中的锂盐和第二凝胶电解质5b中的锂盐不同。
本申请对第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b的制备方法不做限定，可以是单体经交联得到的产物。例如，在引发剂的引发下使包括交联单体和锂盐的体系发生交联反应，在交联反应的过程中，交联单体会相互交联而形成具有一定力学柔性的空间网络骨架(即凝胶电解质本体)，此时，体系中的锂盐会填充于空间网络骨架的空隙中，形成具有锂离子传输性能的凝胶电解质。具体地，可以选择不同的交联单体和/或锂盐得到不同的第一凝胶电解质5a和第二凝胶电解质5b。
如前述，本申请实施例的固态电池中，除了图2a所示的实施例外，还包括图2b所示的实施例。在图2b中，正极片A的正极活性层11a包括第一凝胶电解质5a，负极片B为常见的锂金属L。在该实施例中，正极片A的正极活性层11a由于包括第一凝胶电解质5a，因此正极片A具有改善正极-固态电解质界面接触性能、缓冲正极片A与固态电解质C之间的挤压作用、内部具有传导锂离子通路的性能；而相较于图2a所示的实施例，虽然本实施例中的负极片B不含有第二凝胶电解质5b，但是由于负极片B为锂金属L，因此具有提升固态电池能量密度的优势。
在一种可能的实现方式中，第一凝胶电解质5a选自碳酸脂类凝胶电解质、丙烯酸酯类凝胶电解质中的至少一种；和/或，
所述第二凝胶电解质5b选自聚环氧乙烷基类凝胶电解质、聚甲基丙烯酸甲酯基类凝胶电解质、丙烯酸酯类凝胶电解质中的至少一种。
示例性地，碳酸酯类凝胶电解质可以是氟代碳酸乙烯酯(FEC)类凝胶电解质、4-三氟代甲基碳酸乙烯酯类凝胶电解质、4-(2,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟戊基)-1,3-二氧戊环-2-酮(NFPEC)类凝胶电解质等。
在第一凝胶电解质5a和/或第二凝胶电解质5b中，锂盐的质量百分含量可以控制在5-78％。例如，可以通过控制第一凝胶电解质前驱体和/或第二凝胶电解质前驱体中锂盐的含量实现。在上述范围内，通过针对性的控制第一凝胶电解质5a和/或第二凝胶电解质5b中锂盐的含量使正极片A和/或负极片B的导锂离子性能得到调整。能够理解，锂盐的含量越多越有利于锂离子的传导，从而使循环性能和快充性能得到改善。但是随着锂盐含量的增多，第一凝胶电解质本体和/或第二凝胶电解质本体的含量会降低，对电极片-固态电解质的界面性能会有一定程度消极影响，因此，可以根据实际需要对锂盐在第一凝胶电解质5a和/或第二凝胶电解质5b中的质量百分含量为进行进一步确认。
如前述，本申请实施例中的固态电池的正极片A的正极活性层11a中，除了包括第一凝胶电解质5a之外，还包括正极活性材料2a、导电剂3以及粘结剂4，进一步还包括锂盐。本申请实施例中的固态电池的负极片B的负极活性层11b中，除了包括第二凝胶电解质5b之外，还包括负极活性材料2b、导电剂3以及粘结剂4，进一步还包括锂盐。在一种可能的实现方式中，正极活性层11a按照质量百分含量包括正极活性材料2a 10-97％、导电剂3 1-15％、粘结剂4 1-15％、锂盐0-8％以及第一凝胶电解质5a 1-52％；和/或，负极活性层11b按照质量百分含量包括：负极活性材料2b 10-97％、导电剂3 1-15％、粘结剂4 1-15％、锂盐0-8％以及第二凝胶电解质5b 1-52％。
能够理解，对于固态电池而言，采用不同的正极活性材料2a、负极活性材料2b、固态电解质C，固态电池的最终性能都会产生影响。因此大致而言，当正极片A和/或负极片B具有上述组成时，能够维持锂离子正常脱嵌性能以及锂离子的传输性能，基本保证固态电池的长期循环的需求。
当然，可以根据固态电池的具体应用需求对正极片A和负极片B的组成在上述范围内进行进一步确定。例如，当对固态电池的首次充放电效率有较高要求时，可以通过添加锂盐或者增加锂盐的含量而使正极片A和/或负极片B具有补锂功能；当对固态电池的循环容量保持率具有较高要求或需要提升电池的充电电压时，可以适当提高第一凝胶电解质5a和/或第二凝胶电解质5b的含量；当对固态电池的能量密度具有较高要求时，可以适当提高正极活性材料和/或负极活性材料的含量。
其中，正极活性材料2a可以选自但不限于钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等锂离子电池高电压或常压正极材料中的一种。一种可能的实现方式中，正极活性材料2a为钴酸锂。
负极活性材料2b可以选自但不限于人造石墨、天然石墨、硅碳复合物等锂离子电池负极材料中的一种。一种可能的实现方式中，负极活性材料2b为人造石墨。
导电剂3选自super-P、导电碳黑、碳纳米管、乙炔黑中的至少一种。一种可能的实现方式中，导电剂3为super-P时，有利于以较低成本实现电极片的优良导电性。
粘结剂4选自聚偏氟乙烯(PVDF)或聚氧化乙烯(PEO)中的一种。
锂盐可以选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)中的至少一种。
此外，集流体作为承载活性层的结构，主要用于汇集活性材料产生的电流汇集并输出。对于正极片A和负极片B，集流体的材料不同。在一种可能的实现方式中，正极集流体1a为铝箔材料，负极集流体1b为铜箔材料。集流体(包括正极集流体1a和负极集流体1b)的厚度一般可以为5-20μm，活性层(包括正极活性层11a和负极活性层11b)的厚度一般可以为50-2000μm。
在一种可能的实现方式中，固态电池中的正极活性材料2a的负载量可以为0.5-100mg/cm2，在一定的范围内，正极活性材料2a的负载量越大越有利于固态电池能量密度的提升。匹配性的，正极活性材料2a的负载量为0.5-100mg/cm2，负极活性材料2b的负载量为所述正极活性材料2a的负载量的100-110％。
本申请实施例还提供一种固态电池的制备方法，该制备方法包括制备正极片的步骤、制备负极片的步骤。如图4所示，方法包括以下步骤：
S101：向正极片中间体的正极基础活性层的表面添加第一凝胶电解质，得到正极片；
或者，
向正极片中间体的正极基础活性层的表面添加第一凝胶电解质前驱体并反应，得到正极片；
具体地，包括两种制备正极片的实施方式。
在一种实施方式中，将第一凝胶电解质添加在正极片中间体的正极基础活性层表面，随着第一凝胶电解质添加过程的进行，第一凝胶电解质会不断渗入正极基础活性层的内部，最终第一凝胶电解质会分布在正极基础活性层的内部以表面成为正极活性层，从而完成正极片的制备。其中，第一凝胶电解质例如可以是通过对包括交联单体、锂盐以及引发剂的体系进行交联反应得到的。
上述正极片中间体包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一功能表面的正极基础活性层，其中，正极基础活性层至少包括正极活性材料，此外还可以进一步包括导电剂以及粘结剂。能够理解，在添加第一凝胶电解质之前，还包括制备正极片中间体的步骤。例如，可以将正极活性材料、导电剂、粘结剂等分散在溶剂中得到正极浆料，然后将该正极浆料涂布在正极集流体的至少一功能表面，干燥，得到正极片中间体。进一步地，正极浆料中还可以包括锂盐。需要注意的是，在将正极浆料刮涂在集流体的功能表面时，需要控制刮刀匀速运动，使正极浆料能均匀涂布在平整的集流体上，从而保证正极片活性层的各处物料分布均匀、厚度一致，为组装固态电池时改善正极和固态电解质的接触界面提供基础。
在另一种实施方式中，将第一凝胶电解质前驱体添加在正极片中间体的正极基础活性层表面，随着第一凝胶电解质前驱体添加过程的进行，第一凝胶电解质前驱体会不断渗入正极基础活性层的内部，最终第一凝胶电解质前驱体会分布在正极基础活性层的内部以及表面，然后引发交联反应使第一凝胶电解质前驱体反应生成第一凝胶电解质，此时正极基础活性层转变为正极活性层，从而完成正极片的制备。其中，第一凝胶电解质前驱体例如可以是包括交联单体、锂盐以及引发剂的体系。
第一凝胶电解质前驱体得到第一凝胶电解质的反应可以在室温或者高温环境下进行。具体地，可以在室温(20-30℃)下静置至少24h，基本能够保证第一凝胶电解质前驱体完全反应得到第一凝胶电解质；或者，第一凝胶电解质前驱体还可以在高温，例如在50-120℃，进一步为60-100℃下静置10min以上得到第一凝胶电解质。为了提升正极片的安全性能，可以使第一凝胶电解质前驱体得到第一凝胶电解质的反应在室温下进行，避免由于高温产生的胀气、热鼓现象，使固态电池的安全性能得到进一步提升。
本实施方式中的正极片中间体与前述定义相同，此处不再赘述。
S102：向负极片中间体的负极基础活性层的表面添加第二凝胶电解质，得到负极片；或者，向负极片中间体的负极基础活性层的表面添加第二凝胶电解质前驱体并反应，得到负极片；或者，提供锂金属作为负极片。
具体地，包括三种制备负极片的实施方式。
在一种实施方式中，将第二凝胶电解质添加在负极片中间体的负极基础活性层表面，随着第二凝胶电解质添加过程的进行，第二凝胶电解质会不断渗入负极基础活性层的内部，最终第二凝胶电解质会分布在负极基础活性层的内部以及表面成为负极活性层，从而完成负极片的制备。其中，第二凝胶电解质例如可以是通过对包括交联单体、锂盐以及引发剂的体系进行交联反应得到的。
上述负极片中间体包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一功能表面的负极基础活性层，其中，负极基础活性层至少包括负极活性材料，此外还可以进一步包括导电剂以及粘结剂。能够理解，在添加第二凝胶电解质之前，还包括制备负极片中间体的步骤。例如，可以将负极活性材料、导电剂、粘结剂等分散在溶剂中得到负极浆料，然后将该负极浆料涂布在负极集流体的至少一功能表面，干燥，得到负极片中间体。进一步地，正极浆料中还可以包括锂盐。需要注意的是，在将负极浆料刮涂在集流体的功能表面时，需要控制刮刀匀速运动，使负极浆料能均匀涂布在平整的集流体上，从而保证负极片活性层的各处物料分布均匀、厚度一致，为组装固态电池时改善负极和固态电解质的接触界面提供基础。
在另一种实施方式中，将第二凝胶电解质前驱体添加在负极片中间体的负极基础活性层表面，随着第二凝胶电解质前驱体添加过程的进行，第二凝胶电解质前驱体会不断渗入负极基础活性层的内部，最终第二凝胶电解质前驱体会分布在负极基础活性层的内部以及表面，然后引发交联反应使第二凝胶电解质前驱体反应生成第二凝胶电解质，此时负极基础活性层转变为负极活性层，从而完成负极片的制备。其中，第二凝胶电解质前驱体例如可以是包括交联单体、锂盐以及引发剂的体系。本实施方式中的负极片中间体与前述定义相同，此处不再赘述。
第二凝胶电解质前驱体得到第二凝胶电解质的反应可以在室温或者高温环境下进行。具体地，可以在室温(20-30℃)下静置至少24h，基本能够保证第二凝胶电解质前驱体完全反应得到第二凝胶电解质；或者，第二凝胶电解质前驱体还可以在高温，例如在50-120℃，进一步为60-100℃下静置10min以上得到第二凝胶电解质。为了提升负极片的安全性能，可以使第二凝胶电解质前驱体得到第二凝胶电解质的反应在室温下进行，避免由于高温产生的胀气、热鼓现象，使固态电池的安全性能得到进一步提升。
除了上述两种实施方式之外，负极片还可以是锂金属。
按照上述方式完成正极片和负极片的制备后，将固态电解质设置于正极片和负极片之间进行组装，并经过一系列常规后处理，得到固态电池。需要说明的是，本申请不限定S101和S102的顺序，可以先执行S101再执行S102，或者先执行S102再执行S101，或者同时执行。
能够理解，S101中任一种实施方式得到的正极片均能和S102中任一种实施方式得到的负极片进行组装。当采用第一凝胶电解质前驱体和/或第二凝胶电解质前驱体制备固态电池时，还可以将固态电解质设置于第一凝胶电解质前驱体和/或第二凝胶电解质前驱体未发生交联反应的正极片前驱体和负极片前驱体之间(或者正极片前驱体与负极片之间，或者正极片与负极前驱体之间)，随后引发交联反应使电极片前驱体生成电极片，得到本申请实施例的固态电池。
本申请对上述正极活性材料、负极活性材料、导电剂、粘结剂、分散溶剂、交联剂、引发剂、锂盐、固态电解质等不做严格限定。
示例性地，引发剂可以是偶氮类引发剂、过氧类引发剂和氧化还原类引发剂中的一种，其中，偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等；过氧类引发剂选自过氧化二苯甲酰等；氧化还原类(N-二甲基苯胺等)。
固态电解质可以是聚偏氟乙烯(PVDF)加锂盐、聚氧化乙烯(PEO)加锂盐或聚丙烯腈(PAN)加锂盐混合而成的聚合物固态电解质，或者是锆酸镧锂(LLZO)或钛酸镧锂(LLTO)陶瓷固态电解质，或者聚合物与陶瓷混合得到的有机无机复合固态电解质，或者含有其他添加剂成分，例如凝胶、增塑剂等的聚合物固态电解质、陶瓷固态电解质、有机无机复合固态电解质。
此处注意的是，在制备正极片和负极片的过程中，如果采用通过凝胶电解质前驱体的实施方式，则用于制备正极片的第一凝胶电解质前驱体和用于制备负极片的第二凝胶电解质前驱体的组成不同。具体地，可以采用更加适宜正极片的第一凝胶电解质前驱体和更加适宜负极片的第二凝胶电解质前驱体。
本申请实施例固态电池的制备方法，通过制备包括第一凝胶电解质的正极片和包括第二凝胶电解质的负极片，不仅能够优化极片-固态电解质的界面接触性能，还能够缓冲电解片-固态电解质之间的挤压力，实现固态电池循环性能和安全性能的改善。并且，通过正极片和负极片的独立制备，能够实现第一凝胶电解质和第二凝胶电解质的差异化，进而可以选择更加适宜正极片的第一凝胶电解质和更加适宜负极片的第二凝胶电解质而进一步提升固态电池的电性能。
实施例3
本申请实施例还提供一种电极片。该电极片包括集流体和设置在所述集流体至少一个功能表面的活性层，所述活性层包括内部填充有锂盐的凝胶电解质，所述凝胶电解质包括碳酸酯类凝胶电解质。
需要说明的是，本申请实施例电极片的大致结构与本领域现阶段的电极片结构相同，均包括集流体以及设置在集流体功能表面用于提供锂离子并且完成锂离子脱嵌的活性层。本申请实施例中，集流体的功能表面是指用于设置活性层的表面，一般的集流体包括两个相对设置的功能表面，且活性层可以根据需求设置在一个或两个功能表面上。
本申请实施例的电极片的活性层除了包括凝胶电解质外，还包括电极活性材料，进一步还包括导电剂以及粘结剂等，其中，当电极活性材料为正极活性材料时，电极片为正极片；当电极活性材料为负极活性材料时，电极片为负极片。
电极片中的凝胶电解质是具有一定力学柔性的、且填充有锂离子的网络骨架，即一种具有锂离子传输性能的柔性介质。更确切的说，凝胶电解质包括具有网络骨架的凝胶电解质本体以及填充在网络骨架内部的锂盐。
由于凝胶电解质内部填充有锂离子，因此能够使包括凝胶电解质的电极片具有锂离子传输特性，进而有利于通过提高电极活性材料的负载量而有效改善固态电池的能量密度并使固态电池的快充能力得到改善。同时，凝胶电解质由还具有一定的耐高压性而不会被氧化分解，因此不仅有利于通过提高充电电压的方式提高固态电池的能量密度，还能够满足固态电池中固态电解质和电极活性层中对锂离子传导通路具有高分解电压窗口的需求。
此外，凝胶电解质还能够赋予电极片一定的力学柔性，即使固态电池中的固态电解自具有高硬度高脆性的特性，电极片也能保证与固态电解质良好的界面接触性能，降低锂离子的传输阻抗，使固态电池表现出更为优异的循环性能。在固态电池长期的循环过程中，电极片即使发生膨胀形变，其柔性也能有效缓冲对固态电解质的挤压，降低固态电解质的破裂风险，避免由于固态电解质破裂使正负极片接触而引起的固态电池短路现象，有助于保证固态电池的安全性能。
值得一提的是，本申请实施例电极片中的凝胶电解质还包括碳酸酯类凝胶电解质。该碳酸酯类凝胶电解质有利于提高耐高压性能和循环性能。进一步地，当选用氟代碳酸酯类凝胶电解质时，有助于进一步提高电池的高电压循环稳定性。当然，除了碳酸酯类凝胶电解质外，还可以包括其他类型的凝胶电解质，例如丙烯酸酯类凝胶电解质、聚环氧乙烷基类凝胶电解质、聚甲基丙烯酸甲酯基类凝胶电解质。
在一种可能的实现方式中，所述凝胶电解质通过凝胶电解质前驱体得到；所述凝胶电解质前驱体按照质量百分含量包括20-95％碳酸酯类溶剂、5-78％锂盐以及0-2％引发剂。该组成凝胶电解质前驱体得到的凝胶电解质中，锂盐能够更为均匀且更多的附着填充在凝胶电解质的空间网络骨架的空隙中，使电极片完成锂离子的均匀输出，避免了由于锂离子的传输不均匀导致的锂枝晶析出的现象，有利于固态电池循环性能以及安全性的提升。
能够理解，采用不同的正极活性材料、负极活性材料、固态电解质，固态电池的最终性能都会产生影响。因此大致而言，当本申请实施例的电极片中的活性层按照质量百分含量包括电极活性材料10-97％、导电剂1-15％、粘结剂1-15％、锂盐0-8％以及凝胶电解质1-52％时，能够维持电极片的锂离子正常脱嵌性能以及锂离子的传输性能，基本保证固态电池对电极片的需求。
其中，当电极片为正极片时，电极活性材料具体为正极活性材料，可以选自但不限于钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等锂离子电池高电压或常压正极材料中的一种。一种可能的实现方式中，正极活性材料为钴酸锂。
当电极片为负极片时，电极活性材料为负极活性材料，可以选自但不限于人造石墨、天然石墨、硅碳复合物等锂离子电池负极材料中的一种。一种可能的实现方式中，负极活性材料为人造石墨。
导电剂选自super-P、导电碳黑、碳纳米管、乙炔黑中的至少一种。一种可能的实现方式中，导电剂为super-P时，有利于以较低成本实现电极片的优良导电性。
粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)或聚氧化乙烯(PEO)中的一种。
锂盐可以选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)中的至少一种。
此外，集流体作为承载活性层的结构，主要用于汇集电极活性材料产生的电流汇集并输出。对于不同电性的电极片，集流体1的材料不同。在一种可能的实现方式中，正极集流体为铝箔材料，负极集流体为铜箔材料。集流体的厚度一般可以为5-20μm，活性层的厚度一般可以为50-2000μm。
本申请实施例还提供一种电极片的制备方法。如图5所示，该制备方法包括以下步骤：
S201：将电极浆料涂布在集流体的至少一个功能表面后干燥，得到极片中间体，所述极片中间体包括所述集流体以及设置在所述至少一个功能表面的基础活性层。
电极浆料包括电极活性材料、导电剂以及粘结剂，进一步地，还可以包括锂盐。能够理解，电极浆料除了包括以上组分外，还包括用于分散这些组分的溶剂，示例性地，溶剂可以为NMP。在一种可能的实现方式中，首先将粘结剂和锂盐在NMP中混合搅拌2-12h，然后将混合好的电极活性材料和导电剂加入其中，并适当加入NMP调节浓度，继续搅拌4-24h使各组分均匀混合，得到电极浆料。
当制备正极片时，电极活性材料可以选自但不限于钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等锂离子电池高电压或常压正极材料中的一种。在一种可能的实现方式中，电极活性材料为钴酸锂。当制备负极片时，电极活性材料可以选自但不限于人造石墨、天然石墨、硅碳复合物等锂离子电池负极材料中的一种。一种可能的实现方式中，电极活性材料为人造石墨。导电剂选自super-P、导电碳黑、碳纳米管、乙炔黑中的至少一种。一种可能的实现方式中，导电剂为super-P时，有利于以较低成本实现电极片的优良导电性；粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)或聚氧化乙烯(PEO)中的一种；当电极浆料中包括锂盐时，锂盐可以选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)中的至少一种。此外，用于制备正极片的集流体例如可以是铝箔，用于制备负极片的集流体例如可以是铜箔。
此处可选择对基础油活性层进行辊压操作以降低极片厚度，提高体积能量密度。
需要注意的是，在将电极浆料刮涂在集流体的功能表面时，需要控制刮刀匀速运动，使电极浆料能均匀涂布在平整的集流体上，从而保证电极片活性层的各处物料分布均匀、厚度一致，为组装固态电池时改善电极和固态电解质的接触界面提供基础。
S202：在基础活性层表面添加凝胶电解质，得到所述电极片；或者，在所述基础活性层表面添加凝胶电解质前驱体并反应，得到所述电极片。
S202包括两种实施方式。
在一种实施方式中，向S201中形成的基础活性层表面添加凝胶电解质。伴随着凝胶电解质对基础活性层的包裹以及向其内部的渗入，基础活性层逐渐转化为包括凝胶电解质的活性层，从而得到活性层包括凝胶电解质的电极片。
其中，该凝胶电解质是具有一定力学柔性的、且填充有锂离子的网络骨架，即一种具有锂离子传输性能的柔性介质。具体地，该凝胶电解质包括碳酸酯类凝胶电解质。
在另一种实施方式中，向S201中形成的基础活性层表面添加凝胶电解质前驱体。在添加过程中，凝胶电解质前驱体会逐渐渗入基础活性层的内部并且包裹基础活性层的表面。在一定的条件下，凝胶电解质前驱体会反应生成具有弹性网络骨架的交联产物，从而得到具有导锂离子网络的凝胶电解质。凝胶电解质均匀的分布在基础活性层的内部以及表面，最终得到具有力学柔性且具有导锂离子特性的电极片。
其中，凝胶电解质前驱体可以是包括碳酸酯类溶剂、锂盐以及引发剂的体系，进一步地，还可以包括其他交联单体。经过引发剂的引发，该凝胶电解质前驱体会发生交联反应，得到包括碳酸酯类凝胶电解质的凝胶电解质。
凝胶电解质前驱体得到凝胶电解质的反应可以在室温或者高温环境下进行。具体地，可以在室温(20-30℃)下静置至少24h，基本能够保证凝胶电解质前驱体完全反应得到凝胶电解质；或者，凝胶电解质前驱体还可以在高温，例如在50-120℃，进一步为60-100℃下静置10min以上得到凝胶电解质。为了提升电极片的安全性能，可以使凝胶电解质前驱体得到凝胶电解质的反应在室温下进行，避免由于高温产生的胀气、热鼓现象，使固态电池的安全性能得到进一步提升。
在一种实施方式中，凝胶电解质前驱体按照质量百分含量包括20-95％碳酸酯类溶剂、5-78％锂盐以及0-2％引发剂。
示例性地，碳酸酯类溶剂选自但不限于碳酸乙烯酯，氟代碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯等及其各自的衍生物中的至少一种；引发剂为选自辛酸类或异辛酸类引发剂，例如异辛酸锡，辛酸亚锡等，还可以选自偶氮类引发剂、过氧类引发剂和氧化还原类引发剂中的一种，其中，偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等；过氧类引发剂选自过氧化二苯甲酰等；氧化还原类引发剂选自N-二甲基苯胺等；锂盐选自但不限于双三氟甲基磺酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
本申请实施例中通过对电极活性层的分步制备实现电极片的制备，既能够保证凝胶电解质在电极片中的均匀分布，使电极片的导锂离子特性更加均匀化，避免由于局部不均匀引发的锂枝晶析出的现象，有利于提升固态电池的循环性能，还能通过使电极活性材料、导电剂以及粘结剂等组分优先形成基础活性层，从而使凝胶电解质具有足够的空隙容纳锂盐，赋予凝胶电解质更加优异的导锂离子特性。并且，基础活性层优先设置于集流体功能表面，也能够消除凝胶电解质前驱体直接与集流体功能表面接触而导致的涂覆不均匀、易脱落等问题。
实施例4
本申请实施例还提供一种固态电池，该固态电池包括上述实施例3的电极片。本申请实施例的固态电池，由于包括前述电极片，因此固态电池的循环性能、安全性能以及能量密度都能够得到显著的提升。
本申请实施例1中的电子设备，可以包括上述实施例2的固态电池和/或实施例4的固态电池，因此续航能力以及安全性能表现优异，用户满意度高。
以下，通过具体实施例对本申请实施例的电极片以及固态电池进行详细介绍。
具体实施例1
具体实施例1的锂离子电池的制备方法包括以下步骤：
(1)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg钴酸锂、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成正极浆料。
(2)将上述正极浆料刮涂在铺平的集流体铝箔的功能表面，刮涂厚度为400μm，之后将刮涂有正极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有基础活性层的集流体。
(3)将上述具有基础活性层的集流体冲成直径为12mm的圆片，其中，正极活性材料(钴酸锂)的负载量约为7.2mg cm-2；
在基础活性层表面滴加10μL凝胶前驱体，并用吸水纸吸干溢出在集流体周围的凝胶前驱体。其中，凝胶前驱体由140mg二缩三丙二醇二丙烯酸酯、14mg偶氮二异丁腈、1.2mL锂离子电池电解液(深圳新宙邦科技股份有限公司提供的4.45V钴酸锂电解液，品名为LBC445D58)混合而成。
(4)将0.3g PVDF、0.2g LiTFSI混合于3.5mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中搅拌12h并且流延成浆料，然后在真空烘箱中80℃烘烤16h，制成厚度为100μm的聚合物固态电解质。
(5)在聚合物固态电解质一侧放置步骤(3)中的向基础活性层滴加了凝胶前驱体的集流体，另一侧放置直径为12mm的金属锂片(金属锂片表面滴加了3μL凝胶前驱体作为润湿剂)，在25℃左右静置一天以上，使凝胶前驱体发生反应生成凝胶电解质，得到本实施例的锂离子电池(扣式固态电池)。
上述涉及制备以及加入LiTFSI、凝胶前驱体的过程均在氩气气氛下进行，其中水分压和氧分压均小于1ppm，其余步骤在空气中进行。
具体实施例2
具体实施例2的锂离子电池的制备方法包括以下步骤：
(1)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg钴酸锂、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成正极浆料。
(2)将上述正极浆料刮涂在铺平的集流体铝箔的功能表面，刮涂厚度为400μm，之后将刮涂有正极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有正极基础活性层的集流体。
(3)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg人造石墨、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成负极浆料。
(4)将上述负极浆料刮涂在铺平的集流体铜箔上的功能表面，刮涂厚度为150μm，之后将刮涂有负极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有负极基础活性层的集流体；
步骤(2)中正极基础活性层中正极活性材料质量：步骤(4)中负极基础活性层中负极活性材料质量约等于(1.9～2.0)：1；
(5)将步骤(2)的具有正极基础活性层的集流体和步骤(4)具有负极基础活性层的集流体分别冲成直径为12mm的圆片，其中，正极活性材料负载量约为3.7mg cm-2；
并在正极基础活性层和负极极片基础活性层表面分别滴加10μL凝胶前驱体，并用吸水纸吸干溢出在集流体周围的凝胶前驱体。其中，凝胶前驱体由140mg二缩三丙二醇二丙烯酸酯、14mg偶氮二异丁腈、1.2mL锂离子电池电解液(深圳新宙邦科技股份有限公司提供的4.45V钴酸锂电解液，品名为LBC445D58)混合而成。
(6)将0.3g PVDF、0.2g LiTFSI混合于3.5mL DMF溶剂中搅拌12h并且流延成浆料，然后在真空烘箱中80℃烘烤16h，制成厚度为100微米的聚合物固态电解质。
(7)在聚合物固态电解质一侧放置步骤(5)中的向正极基础活性层滴加了凝胶前驱体的集流体，另一侧放置步骤(5)中的向负极基础活性层滴加了凝胶前驱体的集流体，在25℃左右静置一天以上，使凝胶前驱体发生反应生成凝胶电解质，得到本实施例的锂离子电池(扣式固态电池)。
上述涉及制备以及加入LiTFSI、凝胶前驱体的过程均在氩气气氛下进行，其中水分压和氧分压均小于1ppm，其余步骤在空气中进行。
具体实施例3
具体实施例3的锂离子电池的制备方法包括以下步骤：
(1)称重180mg PVDF、90mg LiTFSI，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF和LiTFSI完全溶解。将1500mg磷酸铁锂、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mLNMP，继续搅拌12h制成正极浆料。
(2)将上述正极浆料刮涂在铺平的集流体铝箔的功能表面，刮涂厚度为400μm，之后将刮涂有正极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有基础活性层的集流体。
(3)将上述具有基础活性层的集流体冲成直径为12mm的圆片，其中，正极活性材料(磷酸铁锂)的负载量约为4.8mg cm-2；
在基础活性层表面滴加10μL凝胶前驱体，并用吸水纸吸干溢出在集流体周围的凝胶前驱体。其中，凝胶前驱体由140mg三乙二醇二甲基丙烯酸酯、14mg偶氮二异丁腈、1.2mL锂离子电池电解液(天津天赐高新材料有限公司提供的锂离子电池用电解液，产品配方为TC-E201)混合而成。
(4)将1g PAN、0.1g LLZO、0.3g高氯酸锂混合于6mLDMF溶剂中，搅拌后进行静电纺丝，然后热压成固态电解质膜，再灌入凝胶前驱体制成复合电解质膜。
(5)在复合电解质膜一侧放置步骤(3)中的向基础活性层滴加了凝胶前驱体的集流体，另一侧放置直径为12mm的金属锂片，25℃左右静置一天以上，使凝胶前驱体发生反应生成凝胶电解质，得到本实施例的锂离子电池(扣式固态电池)。
上述涉及制备以及加入LiTFSI、LLZO、高氯酸锂、凝胶前驱体的过程均在氩气气氛下进行，其中水分压和氧分压均小于1ppm，其余步骤在空气中进行。
具体实施例4
具体实施例4的锂离子电池的制备方法包括以下步骤：
(1)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg钴酸锂、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成正极浆料。
(2)将上述正极浆料刮涂在铺平的集流体铝箔的功能表面，刮涂厚度为100μm，之后将刮涂有正极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有基础活性层的集流体。
(3)将0.3g PVDF、0.2g LiTFSI混合于3.5mLDMF溶剂中搅拌12h并且流延成浆料，然后在真空烘箱中80℃烘烤16h，制成厚度为100μm的聚合物固态电解质。
(4)将步骤(2)中具有基础活性层的集流体冲成直径为12mm的圆片，正极活性材料负载量约为1.5mg cm-2；
在基础活性层表面滴加10μL凝胶前驱体，其中，凝胶前驱体由140mg二缩三丙二醇二丙烯酸酯、14mg偶氮二异丁腈、1.2mL锂离子电池电解液(天津天赐高新材料有限公司提供的锂离子电池用电解液，产品配方为TC-E201)混合而成。
(5)将上述向基础活性层滴加了凝胶前驱体的集流体密封后放置于80℃烘箱中20分钟，使凝胶前驱体发生反应生成凝胶电解质，制成正极片。
(6)在聚合物固态电解质膜一侧放置上述正极片，另一侧放置直径为12mm的金属锂箔片，组装成扣式电池，静置一天以上使凝胶电解质与正负极充分接触，得到本实施例的锂离子电池(扣式固态电池)。
上述涉及制备以及加入LiTFSI、凝胶前驱体的过程均在氩气气氛下进行，其中水分压和氧分压均小于1ppm，其余步骤在空气中进行。
具体实施例5
具体实施例5的锂离子电池的制备方法包括以下步骤：
(1)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg钴酸锂、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成正极浆料。
(2)将上述正极浆料刮涂在铺平的集流体铝箔的功能表面，刮涂厚度为100μm，之后将刮涂有正极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有基础活性层的集流体。
(3)将上述具有基础活性层的集流体冲成直径为12mm的圆片，正极活性物质负载量约为1.3mg cm-2；
在基础活性层表面灌入10μL凝胶电解质，并用吸水纸吸干溢出在集流体周围的凝胶电解质，得到正极片。其中，凝胶电解质的制备方法包括：对320mg氟代碳酸乙烯酯、80mg二氟草酸硼酸锂、4mg异辛酸锡组合而成的凝胶前驱体进行搅拌混匀，使体系逐渐凝胶化，最终得到粘稠状凝胶状电解质。
(4)将0.3g PVDF、0.2g LiTFSI混合于3.5mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中搅拌12h并且流延成浆料，然后在真空烘箱中80℃烘烤16h，制成厚度为100μm的聚合物固态电解质。
(5)在聚合物固态电解质一侧放置步骤(3)中的正极片，另一侧放置直径为12mm的金属锂片，25℃左右静置一天以上，使电池各部分充分接触，得到本实施例的锂离子电池(扣式固态电池)。
上述涉及制备以及加入LiTFSI、凝胶电解质的过程均在氩气气氛下进行，其中水分压和氧分压均小于1ppm，其余步骤在空气中进行。
具体实施例6
具体实施例6的锂离子电池的制备方法包括以下步骤：
(1)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg钴酸锂、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成正极浆料。
(2)将上述正极浆料刮涂在铺平的集流体铝箔的功能表面，刮涂厚度为100μm，之后将刮涂有正极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有基础活性层的集流体。
(3)将上述具有基础活性层的集流体冲成直径为12mm的圆片，正极活性物质负载量约为1.4mg cm-2；
在基础活性层表面灌入10μL凝胶电解质，并用吸水纸吸干溢出在集流体周围的凝胶电解质，得到正极片。其中，凝胶电解质的制备方法包括：将320mg氟代碳酸乙烯酯和80mg二氟草酸硼酸锂混合后在70℃加热搅拌12h，然后加入4mg异辛酸锡，并常温搅拌2h。
(4)将0.3g PVDF、0.2g LiTFSI混合于3.5mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中搅拌12h并且流延成浆料，然后在真空烘箱中80℃烘烤16h，制成厚度为100微米的聚合物固态电解质。
(5)在聚合物固态电解质一侧放置步骤(3)中的正极片，另一侧放置直径为12mm的金属锂片，在80℃烘箱中加热2h以上使凝胶电解质进一步凝胶化，得到本实施例的锂离子电池(扣式固态电池)。
上述涉及制备以及加入LiTFSI、凝胶电解质的过程均在氩气气氛下进行，其中水分压和氧分压均小于1ppm，其余步骤在空气中进行。
具体实施例7
具体实施例7的锂离子电池的制备方法包括以下步骤：
(1)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg钴酸锂、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成正极浆料。
(2)将上述正极浆料刮涂在铺平的集流体铝箔的功能表面，刮涂厚度为400微米，之后将刮涂有正极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有正极基础活性层的集流体。
(3)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg人造石墨、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成负极浆料。
(4)将上述负极浆料刮涂在铺平的集流体铜箔的功能表面，刮涂厚度为150微米，之后将刮涂有负极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有负极基础活性层的集流体。
步骤(2)中正极基础活性层中正极活性材料质量：步骤(4)中负极基础活性层中负极活性材料质量约等于(1.9～2.0)：1。
(5)将步骤(2)的具有正极基础活性层的集流体和步骤(4)的具有负极基础活性层的集流体分别冲成直径为16mm的圆片，正极活性物质负载量约为7.5mg cm-2，并在正极基础活性层的表面滴加15微升氟代碳酸乙烯酯基耐高电压凝胶电解质，在负极基础活性层的表面滴加15微升二缩三丙二醇二丙烯酸酯基凝胶前驱体溶液，并用吸水纸吸干正极基础活性层和负极基础活性层表面溢出的凝胶电解质。通过称量滴加凝胶电解质或者凝胶前驱体溶液前后的电极片重量，可以计算凝胶电解质在电极片中的占比。其中，氟代碳酸乙烯酯基耐高电压凝胶电解质由320mg氟代碳酸乙烯酯、80mg二氟草酸硼酸锂混合，通过70℃加热搅拌12h，然后加入4mg异辛酸锡，并常温搅拌2h而成。二缩三丙二醇二丙烯酸酯基凝胶前驱体溶液由140mg二缩三丙二醇二丙烯酸酯、14mg偶氮二异丁腈、1.2mL锂离子电池电解液(深圳新宙邦科技股份有限公司提供的4.45V钴酸锂电解液，品名为LBC445D58)混合而成。
(6)将0.3g PVDF、0.2g LiTFSI混合于3.5mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中搅拌12h并且流延成浆料，然后在真空烘箱中80℃烘烤16h，制成厚度为100微米的聚合物固态电解质。
(7)在聚合物固态电解质膜一侧放置步骤(5)中的向正极基础活性层滴加了氟代碳酸乙烯酯基耐高电压凝胶电解质的集流体，另一侧放置步骤(5)中的向负极基础活性层滴加了二缩三丙二醇二丙烯酸酯基凝胶前驱体溶液的集流体，组装成扣式电池。
(8)将扣式电池放置于60℃烘箱中加热30分钟以上，使得凝胶前驱体溶液原位聚合固化成凝胶电解质，制成高电压固态锂电池。
上述(5)(7)步骤以及组装扣式半电池、加入LiTFSI的过程在氩气气氛下进行，其中水分压和氧分压均小于1ppm，其余步骤在空气中进行。
具体实施例8
具体实施例8的锂离子电池的制备方法包括以下步骤：
(1)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg钴酸锂、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成正极浆料。
(2)将上述正极浆料刮涂在铺平的集流体铝箔的功能表面，刮涂厚度为200微米，之后将刮涂有正极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有正极基础活性层的集流体。
(3)称重180mg PVDF，将其置于4mL NMP中搅拌4h，使得PVDF完全溶解。将1500mg人造石墨、180mg super-P混合均匀并加入上述溶液中，添加1mL NMP，继续搅拌12h制成负极浆料。
(4)将上述负极浆料刮涂在铺平的集流体铜箔的功能表面，刮涂厚度为75微米，之后将刮涂有负极浆料的集流体放置于真空烘箱中110℃烘烤12h，得到具有负极基础活性层的集流体。
步骤(2)中正极基础活性层中正极活性材料质量：步骤(3)中负极基础活性层中负极活性材料质量约等于(1.9～2.1)：1。
(5)将步骤(2)的具有正极基础活性层的集流体和步骤(4)的具有负极基础活性层的集流体分别冲成直径为16mm的圆片，正极活性物质负载量约为3.05mg cm-2，并在正极基础活性层的表面和负极基础活性层表面分别滴加15微升氟代碳酸乙烯酯基耐高电压凝胶电解质，并用吸水纸吸干正极基础活性层和负极基础活性层表面溢出的凝胶电解质。通过称量滴加凝胶电解质前后的电极片重量，可以计算凝胶电解质在电极片中的占比。其中氟代碳酸乙烯酯基耐高电压凝胶前驱体溶液由320mg氟代碳酸乙烯酯、80mg二氟草酸硼酸锂混合，在70℃加热搅拌12h，然后加入4mg异辛酸锡，并常温搅拌2h而成。
(6)将0.3g PVDF、0.2g LiTFSI混合于3.5mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中搅拌12h并且流延成浆料，然后在真空烘箱中80℃烘烤16h，制成厚度为100微米的聚合物固态电解质。
(7)在聚合物固态电解质膜两侧分别放置步骤(5)中的向正极基础活性层滴加了氟代碳酸乙烯酯基耐高电压凝胶电解质的集流体和步骤(5)中的向负极基础活性层滴加了氟代碳酸乙烯酯基耐高电压凝胶电解质的集流体，组装成扣式电池。
(8)将扣式电池放置于60℃烘箱中加热30分钟以上，使得凝胶电解质进一步原位聚合固化成类固态电解质，制成高电压固态锂电池。
上述(5)(7)步骤以及组装扣式半电池、加入LiTFSI的过程在氩气气氛下进行，其中水分压和氧分压均小于1ppm，其余步骤在空气中进行。
试验例
通过以下方法对上述具体实施例1-8的锂离子电池的充放电性能(包括充放电曲线、循环曲线和库伦效率)进行检测，检测结果见图6-图15。
图6为本申请具体实施例1的锂离子电池的充放电曲线图，图7为具体本申请实施例1的锂离子电池在室温下的循环曲线和库伦效率图，图8为本申请具体实施例2的锂离子电池在室温下的循环曲线和库伦效率图，图9为本申请具体实施例3的锂离子电池在室温下的循环曲线和库伦效率图，图10为本申请具体实施例4的锂离子电池在室温下的循环曲线和库伦效率图，图11为本申请具体实施例5的锂离子电池的充放电曲线图，图12为本申请具体实施例5的锂离子电池在室温下的循环曲线和库伦效率图，图13为本申请具体实施例6的锂离子电池在室温下的循环曲线和库伦效率图，图14为本申请具体实施例7的锂离子电池在室温下的循环曲线和库伦效率图，图15为本申请具体实施例8的锂离子电池在室温下的循环曲线和库伦效率图。
检测过程的相关参数具体为：具体实施例1-2的电压区间为3.0-4.45V，26℃，测试电流为0.1mA；
具体实施例3的电压区间为2.7-4.0V，26℃，测试电流为0.05mA；具体实施例4的电压区间为3.0-4.2V，30℃，测试电流为0.05mA；
具体实施例5-6的电压区间为3-4.45V，26℃，测试电流为0.05mA；
具体实施例7的电压区间为3.0-4.45V，26℃，测试电流为0.2mA；
具体实施例8的电压区间为3.0-4.45V，26℃，测试电流为0.1mA。
根据图6-15可知：
1、根据图11、图12和图6、图7的对比可知，相对于具体实施例1中的电极片采用丙烯酸酯类凝胶电解质，具体实施例5中的电极片采用碳酸酯类凝胶电解质时，锂离子电池的循环稳定性能得到了明显的改善，循环圈数为70次时的放电比容量为140mAh/g，远高于具体实施例1采用丙烯酸酯类凝胶电解质锂离子电池的90mAh/g；原因在于碳酸脂类凝胶电解质具有更优异的高电压稳定性。
2、根据图8、图14和图15的对比可知，在循环次数同为20次时，具体实施例7(正极中的凝胶电解质为碳酸酯类，负极中的凝胶电解质为丙烯酸酯类)的放电比容量是160mAh/g，容量保持率是91％；具体实施例2(正负极中的凝胶电解质均为丙烯酸酯类)的放电比容量是150mAh/g，容量保持率是88％；具体实施例8(正负极中的凝胶电解质均为碳酸酯类)的放电比容量是37mAh/g，容量保持率是67％；说明相对于具体实施例2、具体实施例8中正负极均采用相同的凝胶电解质，具体实施例7中正负极采用不同的凝胶电解质时，锂离子电池的循环性能更为优异；
3、根据图11-14可知，使用本申请电极片的锂离子电池在测试电压区间为3-4.45V时循环稳定性优异，说明本申请的电极片中的凝胶电解质可以承受4.45V的高充电截止电压而不会被氧化分解，循环稳定高。因此，本申请的包括凝胶电解质的电极片更加满足固态锂离子电池中固态电解质和电极活性层中对锂离子传导通路具有高分解电压窗口的需求；
此外，由于本申请实施例的电极片能够使锂离子电池表现出优异的耐高压能力，因此本申请实施例的锂离子电池能够通过提高充电电压的方式提升能量密度；
4、根据图11-14可知，本申请实施例的电极片能够使锂离子电池具有优异的循环性能以及放电比容量，说明本申请电极片内部具有高效的锂离子传输网络而能够有效改善电池的相关电性能；
5、本申请实施例的电极片中由于高效锂离子传输网络的存在，因此能够通过添加更多的电极活性材料而实现锂离子电池能量密度的提升；
6、本申请实施例的电极片能够与各种固态电解质(例如有机固态电解质、复合固态电解质)进行搭配，适用范围广。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种固态电池，其特征在于，包括正极片和负极片；
所述正极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一功能表面的正极活性层，所述正极活性层包括内部具有锂盐的第一凝胶电解质；
所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一功能表面的负极活性层，所述负极活性层包括内部具有锂盐的第二凝胶电解质，所述第一凝胶电解质和第二凝胶电解质不同；或者，所述负极片为锂金属。
2.根据权利要求1所述的固态电池，其特征在于，所述第一凝胶电解质选自碳酸酯类凝胶电解质、丙烯酸酯类凝胶电解质中的至少一种；和/或，
所述第二凝胶电解质选自聚环氧乙烷基类凝胶电解质、聚甲基丙烯酸甲酯基类凝胶电解质、丙烯酸酯类凝胶电解质中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的固态电池，其特征在于，所述第一凝胶电解质中，锂盐的质量百分含量为5-78％；和/或，
所述第二凝胶电解质中，锂盐的质量百分含量为5-78％。
4.根据权利要求1或2所述的固态电池，其特征在于，所述正极活性层按照质量百分含量包括：正极活性材料10-97％、导电剂1-15％、粘结剂1-15％、锂盐0-8％以及第一凝胶电解质1-52％；和/或，
所述负极活性层按照质量百分含量包括：负极活性材料10-97％、导电剂1-15％、粘结剂1-15％、锂盐0-8％以及第二凝胶电解质1-52％。
5.一种固态电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)向正极片中间体的正极基础活性层的表面添加第一凝胶电解质，得到正极片；或者，向正极片中间体的正极基础活性层的表面添加第一凝胶电解质前驱体并反应，得到正极片；
2)向负极片中间体的负极基础活性层的表面添加第二凝胶电解质，得到负极片；或者，向负极片中间体的负极基础活性层的表面添加第二凝胶电解质前驱体并反应，得到负极片；或者，提供锂金属作为负极片；
其中，所述正极片中间体包括正极集流体和设置在所述正极集流体至少一个功能表面的正极基础活性层；所述负极片中间体包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一个功能表面的负极基础活性层；
所述第一凝胶电解质和所述第二凝胶电解质不同，所述第一凝胶电解质前驱体和所述第二凝胶电解质前驱体不同。
6.一种电极片，其特征在于，包括集流体和设置在所述集流体至少一个功能表面的活性层，所述活性层包括内部具有锂盐的凝胶电解质，所述凝胶电解质包括碳酸酯类凝胶电解质。
7.根据权利要求6所述的电极片，其特征在于，所述凝胶电解质通过凝胶电解质前驱体得到；
所述凝胶电解质前驱体按照质量百分含量包括20-95％碳酸酯类溶剂、5-78％锂盐以及0-2％引发剂。
8.根据权利要求6或7所述的电极片，其特征在于，所述活性层按照质量百分含量包括：电极活性材料10-97％、导电剂1-15％、粘结剂1-15％、锂盐0-8％以及凝胶电解质1-52％。
9.一种电极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将电极浆料涂布在集流体的至少一个功能表面后干燥，得到极片中间体，所述极片中间体包括所述集流体以及设置在所述至少一个功能表面的基础活性层；
2)在所述基础活性层表面添加凝胶电解质，得到所述电极片；或者，在所述基础活性层表面添加凝胶电解质前驱体并反应，得到所述电极片；
其中，所述凝胶电解质包括碳酸酯类凝胶电解质，所述凝胶电解质前驱体包括碳酸酯类溶剂；
所述电极片包括所述集流体和在所述至少一个功能表面的活性层，所述活性层包括所述凝胶电解质。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶电解质前驱体按照质量百分含量包括20-95％碳酸酯类溶剂、5-78％锂盐以及0-2％引发剂。
11.一种固态电池，其特征在于，所述固态电池包括权利要求6-8任一项所述的电极片。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-4任一项所述的固态电池，或者，包括权利要求11所述的固态电池。
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