CN117832391A - 一种二次电池和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种二次电池和电子装置，二次电池包括正极极片，正极极片包括正极集流体以及正极材料层，正极材料层包括正极活性材料和固态电解质，正极活性材料的平均粒径为aμm，固态电解质的平均粒径为bμm，16≤a/b≤180，5≤a≤20，0.1≤b≤0.5；正极活性材料包括第一元素，第一元素包括Ni、Mn、Fe或Co中的至少一种；固态电解质包括第二元素，第二元素包括Al、La、Ti、Zr、Ta或P中的至少一种。通过调控正极材料层包括正极活性材料和固态电解质、正极活性材料和固态电解质的平均粒径及其比值、第一元素以及第二元素的种类在本申请范围内，能够降低二次电池的阻抗，同时提高二次电池的倍率性能和循环性能。

Description

一种二次电池和电子装置
技术领域
本申请涉及电化学技术领域，特别是涉及一种二次电池和电子装置。
背景技术
目前，随着锂离子电池的应用越来越广，对锂离子电池的充放电倍率性能与高低温性能等需求不断提升。随着充放电倍率的提升，受限于锂离子的迁移速度，锂离子电池内部极化不断增大，充放电倍率性能与循环性能严重受阻。
目前，一般通过以下手段提升极片动力学：①电解液优化：提升电解液的离子电导，从而提高锂离子传导；②极片层面打孔处理：通过对极片多孔化，提升电解液的浸润性，从而改善锂离子传导；③材料层面包覆：通过在正极活性材料和负极活性材料的表面包覆离子传导优异的材料，提升正极活性材料和负极活性材料界面的离子传导。上述提升极片动力学的手段，需通过对极片进行多孔化处理，或对材料进行表面处理，一方面，工艺困难，成本较高；另一方面，极片多孔化处理也会导致锂离子电池的能量密度的损失。因此，亟需提供一种阻抗较低，同时具有较好的倍率性能和循环性能的锂离子电池。
发明内容
本申请的目的在于提供一种二次电池和电子装置，能够降低二次电池的阻抗，同时提高二次电池的倍率性能和循环性能。具体技术方案如下：
本申请的第一方面提供了一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料和固态电解质，所述正极活性材料的平均粒径为aμm，所述固态电解质的平均粒径为bμm，16≤a/b≤180，5≤a≤20，0.1≤b≤0.5；所述正极活性材料包括第一元素，所述第一元素包括Ni、Mn、Fe或Co中的至少一种；所述固态电解质包括第二元素，所述第二元素包括Al、La、Ti、Zr、Ta或P中的至少一种。通过调控正极材料层包括正极活性材料和固态电解质、正极活性材料和固态电解质的平均粒径及其比值、正极活性材料包括第一元素以及第一元素的种类、固态电解质包括第二元素以及第二元素的种类在本申请范围内，能够降低二次电池的阻抗，同时提高二次电池的倍率性能和循环性能。
在本申请的一种实施方案中，采用扫描电子显微镜能谱分析仪对所述正极材料层的截面中的所述正极活性材料的颗粒进行线扫描，所述线扫描包含三条直线，所述三条直线相互交叉且两两直线之间的角度为60°，每条直线的长度为20μm至100μm，在任意至少两条直线的线扫谱图中，所述第二元素中任一元素存在y个第二峰，y≥1。线扫谱图满足上述特征，说明固态电解质分布于正极材料层，得到的二次电池具有较低的阻抗、较好的倍率性能和循环性能。
在本申请的一种实施方案中，采用扫描电子显微镜能谱分析仪对所述正极材料层的截面中的所述正极活性材料的颗粒进行线扫描，所述线扫描包含三条直线，所述三条直线相互交叉且两两直线之间的角度为60°，每条直线的长度为20μm至100μm，在任意至少两条直线的线扫谱图中，所述第一元素中任一元素存在x个第一峰，所述第二元素中任一元素存在y个第二峰，2≥x-y；所述第一峰的峰谷区域对应所述第二峰的峰顶区域。线扫谱图满足上述特征，说明固态电解质分布于正极活性材料颗粒的表面和/或正极活性材料颗粒之间的间隙，说明正极材料层包括固态电解质，并且固态电解质均匀地分布于正极活性材料颗粒的表面，得到的二次电池具有较低的阻抗、较好的倍率性能和循环性能。
在本申请的一种实施方案中，基于所述正极材料层的质量，所述固态电解质的质量百分含量W0为0.2％至3％。通过调控固态电解质的质量百分含量W0在本申请范围内，固态电解质具有合适的质量百分含量，固态电解质能够有效地分布于正极活性材料颗粒的表面，进一步加速锂离子传导，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，所述固态电解质的粒径Dv50、Dv90、Dn10、Dv10满足：0.1μm＜Dv50≤1μm，1＜Dv90/Dv50≤10，0.36≤Dn10/Dv10≤2.17；所述正极活性材料的粒径Dv50’、Dv90’、Dn10’、Dv10’满足：5μm＜Dv50’≤20μm，16≤Dv50’/Dv50≤180，20μm＜Dv90’≤50μm，0.65≤Dn10’/Dv10’≤1.35。通过调控Dv50、Dv90/Dv50、Dn10/Dv10，以及Dv50’、Dv50’/Dv50、Dv90’、Dn10’/Dv10’在本申请范围内，固态电解质具有合适的粒径，同时正极活性材料也具有合适的粒径，且固态电解质的粒径能够与正极活性材料的粒径相匹配，从而固态电解质能够有效地分布于正极活性材料颗粒的表面，进一步加速锂离子传导，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，所述正极极片满足以下特征中的至少一者：(1)0.48≤Dv90≤8；(2)0.1≤Dn10≤0.26；(3)0.12≤Dv10≤0.28；(4)7.2≤Dn10’≤10.8；(5)8≤Dv10’≤11。
在本申请的一种实施方案中，所述正极材料层包括Al、La、Ti、Zr、Ta或P中的至少一种，基于所述正极材料层的质量，所述正极材料层满足以下特征中至少一者：
(1)所述正极材料层包括Al，所述Al的质量百分含量W1为36ppm至3000ppm，优选地，W1为36ppm至1800ppm；
(2)所述正极材料层包括La，所述La的质量百分含量W2为800ppm至50000ppm，优选地，W2为800ppm至25000ppm；
(3)所述正极材料层包括Ti，所述Ti的质量百分含量W3为400ppm至30000ppm，优选地，W3为400ppm至15000ppm；
(4)所述正极材料层包括Zr，所述Zr的质量百分含量W4为360ppm至25000ppm，优选地，W4为360ppm至12500ppm；
(5)所述正极材料层包括Ta，所述Ta的质量百分含量W5为200ppm至5000ppm，优选地，W5为200ppm至3500ppm；
(6)所述正极材料层包括P，所述P的质量百分含量W6为600ppm至12000ppm，优选地，W6为600ppm至8000ppm。
在本申请的一种实施方案中，所述固态电解质包括磷酸钛铝锂、锂镧钛氧、锂镧锆氧或锂镧锆钽氧中的至少一种。通过选用上述固态电解质，上述固态电解质具有较高的离子电导率，可以进一步构建正极极片内部的离子传导网络，加速锂离子传导，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，所述磷酸钛铝锂的化学式为Li1+x1Alx1Ti2-x1(PO4)3，0≤x1≤0.5；所述锂镧钛氧的化学式为Li3x2La2/3-x2TiO3，0.1≤x2≤0.3；所述锂镧锆氧的化学式为Li7-x3La3Zr2-x3O12，0≤x3≤0.6；所述锂镧锆钽氧的化学式为Li5+x4La3Zrx4Ta2-x4O12，0≤x4≤1.4。通过选用上述固态电解质，上述固态电解质具有较高的离子电导率，可以进一步构建正极极片内部的离子传导网络，加速锂离子传导，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，所述正极材料层的涂布重量C为0.01g/cm2至0.05g/cm2，优选地，所述正极材料层的涂布重量C为0.01g/cm2至0.03g/cm2。通过调控正极材料层的涂布重量C在本申请范围内，能够使正极材料层具有合适的涂布重量，从而二次电池在具有较低的阻抗、较好的循环性能和倍率性能的同时还具有较高的能量密度。
在本申请的一种实施方案中，所述电解液包括锂盐和非水溶剂，所述锂盐包括第一含氟锂盐和/或第二含氟锂盐，所述第一含氟锂盐包括六氟磷酸锂，所述第二含氟锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂或二氟磷酸锂中的一种，所述非水溶剂包括碳酸亚乙烯酯、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯中的至少一种；基于所述锂盐的质量，所述第一含氟锂盐的质量百分含量A1为50％至99％，所述第二含氟锂盐的质量百分含量A2为1％至50％；基于所述电解液的质量，所述锂盐的质量百分含量A为8％至65％，所述非水溶剂的质量百分含量B为35％至92％。通过调控电解液包括锂盐和非水溶剂，锂盐包括第一含氟锂盐和/或第二含氟锂盐，第一含氟锂盐和第二含氟锂盐各自的种类及含量、非水溶剂的种类及含量在本申请范围内，一方面，固态电解质具备固定上述锂盐中的阴离子的作用，可以提升锂离子迁移数，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学；另一方面，固态电解质具备催化上述非水溶剂中的双键聚合的作用，固态电解质能够催化上述非水溶剂实现原位聚合，聚合后形成的高分子聚合物覆盖在正极活性材料表面，可进一步降低正极活性材料与电解液的副反应，从而进一步改善二次电池的循环性能和倍率性能。
本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的二次电池。因此，本申请提供的电子装置具有良好的使用性能。
本申请的有益效果：
本申请提供了一种二次电池和电子装置，二次电池包括正极极片、负极极片和电解液，正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层，正极材料层包括正极活性材料和固态电解质，正极活性材料的平均粒径为aμm，固态电解质的平均粒径为bμm，16≤a/b≤180，5≤a≤20，0.1≤b≤0.5；正极活性材料包括第一元素，第一元素包括Ni、Mn、Fe或Co中的至少一种；固态电解质包括第二元素，第二元素包括Al、La、Ti、Zr、Ta或P中的至少一种。通过调控正极材料层包括正极活性材料和固态电解质、正极活性材料和固态电解质的平均粒径及其比值、正极活性材料包括第一元素以及第一元素的种类、固态电解质包括第二元素以及第二元素的种类在本申请范围内，能够降低二次电池的阻抗，同时提高二次电池的倍率性能和循环性能。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为正极极片中正极活性材料和固态电解质的分布示意图；
图2为本申请实施例1-1的正极极片截面的扫描电子显微镜(SEM)图；
图3为本申请实施例1-1的正极极片的面扫描元素分布图；
图4为本申请实施例1-1和对比例1的直流阻抗图；
图5为本申请实施例1-1和对比例3的循环性能图。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的具体实施方式中，以锂离子电池作为二次电池的例子来解释本申请，但是本申请的二次电池并不仅限于锂离子电池。
本申请提供了一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液，正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层，正极材料层包括正极活性材料和固态电解质。如图1所示，正极极片100包括正极集流体110以及设置于正极集流体一个表面上的正极材料层120，正极材料层120包括正极活性材料121和固态电解质122。正极活性材料的平均粒径为aμm，固态电解质的平均粒径为bμm，16≤a/b≤180，示例性地，a/b可以为16、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180或为上述任意两个数值组成的范围；5≤a≤20，示例性地，a可以为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或为上述任意两个数值组成的范围；0.1≤b≤0.5，示例性地，b可以为0.1、0.12、0.15、0.18、0.2、0.22、0.25、0.28、0.3、0.32、0.35、0.38、0.4、0.42、0.45、0.48、0.5或为上述任意两个数值组成的范围。正极活性材料包括第一元素，第一元素包括Ni、Mn、Fe或Co中的至少一种；固态电解质包括第二元素，第二元素包括Al、La、Ti、Zr、Ta或P中的至少一种。上述“设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层”是指正极材料层可以设置在正极集流体沿自身厚度方向上的一个表面上，也可以设置在正极集流体沿自身厚度方向上的两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是正极集流体的全部区域，也可以是正极集流体的部分区域，本申请没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。在本申请中，正极活性材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂(例如常见的NCM811、NCM622、NCM523、NCM111)、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂或富锂锰基材料中的至少一种。
发明人研究发现，在正极材料层中添加固态电解质，使正极材料层包括正极活性材料和固态电解质，并且在制备正极浆料时先将正极活性材料与固态电解质均匀混合，能够使固态电解质均匀分布于正极活性材料颗粒的表面，由于固态电解质具有较高的离子电导率，可以进一步构建正极极片内部的离子传导网络，加速锂离子传导，降低二次电池的阻抗，提升二次电池的动力学，从而改善二次电池的循环性能与倍率性能。对于正极活性材料的平均粒径a与固态电解质的平均粒径b，当a/b的值过大时(例如大于180)，固态电解质主要分布在正极活性材料颗粒之间的间隙，无法有效分布在正极活性材料颗粒的表面，无法有效降低二次电池的阻抗以及改善二次电池的循环性能与倍率性能；当a/b的值过小时(例如小于16)，会导致固态电解质分布在正极活性材料颗粒的表面的效果较差，不利于构建正极极片内部的离子传导网络，无法降低二次电池的阻抗，无法改善二次电池的循环性能与倍率性能。当a的值过大时(例如大于20)，会导致二次电池的阻抗较大、倍率性能较差；当a的值过小时(例如小于5)，会导致二次电池的循环性能较差。当b的值过大时(例如大于0.5)，会导致固态电解质无法有效分布在正极活性材料颗粒的表面，无法有效降低二次电池的阻抗以及改善二次电池的循环性能与倍率性能；当b的值过小时(例如小于0.1)，对生产技术和生产成本要求较高。通过调控正极材料层包括正极活性材料和固态电解质、正极活性材料和固态电解质的平均粒径及其比值、正极活性材料包括第一元素以及第一元素的种类、固态电解质包括第二元素以及第二元素的种类在本申请范围内，能够降低二次电池的阻抗，同时提高二次电池的倍率性能和循环性能。
在本申请的一种实施方案中，采用扫描电子显微镜能谱分析仪对正极材料层的截面中的正极活性材料的颗粒进行线扫描，线扫描包含三条直线，三条直线相互交叉且两两直线之间的角度为60°，每条直线的长度为20μm至100μm，示例性地，每条直线的长度可以为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm或为上述任意两个数值组成的范围。在任意至少两条直线的线扫谱图中，第二元素中任一元素存在y个第二峰，y≥1。线扫谱图满足上述特征，说明固态电解质分布于正极材料层，得到的二次电池具有较低的阻抗、较好的倍率性能和循环性能。
在本申请的一种实施方案中，采用扫描电子显微镜能谱分析仪对正极材料层的截面中的正极活性材料的颗粒进行线扫描，线扫描包含三条直线，三条直线相互交叉且两两直线之间的角度为60°，每条直线的长度为20μm至100μm，示例性地，每条直线的长度可以为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm或为上述任意两个数值组成的范围。在任意至少两条直线的线扫谱图中，第一元素中任一元素存在x个第一峰，第二元素中任一元素存在y个第二峰，2≥x-y；第一峰的峰谷区域对应第二峰的峰顶区域。线扫谱图满足上述特征，说明固态电解质分布于正极活性材料颗粒的表面和/或正极活性材料颗粒之间的间隙，说明正极材料层包括固态电解质，并且固态电解质均匀地分布于正极活性材料颗粒的表面，得到的二次电池具有较低的阻抗、较好的倍率性能和循环性能。
在本申请的一种实施方案中，基于正极材料层的质量，固态电解质的质量百分含量W0为0.2％至3％。示例性地，固态电解质的质量百分含量W0可以为0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控固态电解质的质量百分含量W0在本申请范围内，固态电解质具有合适的质量百分含量，固态电解质能够有效地分布于正极活性材料颗粒的表面，进一步加速锂离子传导，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，固态电解质的粒径Dv50、Dv90、Dn10、Dv10满足：0.1μm＜Dv50≤1μm，示例性地，Dv50可以为0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm或为上述任意两个数值组成的范围；1＜Dv90/Dv50≤10，示例性地，Dv90/Dv50可以为1.2、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10或为上述任意两个数值组成的范围；0.36≤Dn10/Dv10≤2.17，示例性地，Dn10/Dv10可以为0.36、0.5、0.7、0.9、1、1.01、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.17或为上述任意两个数值组成的范围。正极活性材料的粒径Dv50’、Dv90’、Dn10’、Dv10’满足：5μm＜Dv50’≤20μm，示例性地，Dv50’可以为6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm或为上述任意两个数值组成的范围；16≤Dv50’/Dv50≤180，示例性地，Dv50’/Dv50可以为16、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180或为上述任意两个数值组成的范围；20μm＜Dv90’≤50μm，示例性地，Dv90’可以为21μm、22μm、24μm、26μm、28μm、30μm、32μm、34μm、36μm、38μm、40μm、42μm、44μm、46μm、48μm、50μm或为上述任意两个数值组成的范围；0.65≤Dn10’/Dv10’≤1.35，示例性地，Dn10’/Dv10’可以为0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控Dv50、Dv90/Dv50、Dn10/Dv10，以及Dv50’、Dv50’/Dv50、Dv90’、Dn10’/Dv10’在本申请范围内，固态电解质具有合适的粒径，同时正极活性材料也具有合适的粒径，且固态电解质的粒径能够与正极活性材料的粒径相匹配，从而固态电解质能够有效地分布于正极活性材料颗粒的表面，进一步加速锂离子传导，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请中，Dv50是指在材料的体积基准的粒度分布中，从小粒径测起、达到体积累积50％的粒径；Dv10是指在材料的体积基准的粒度分布中，从小粒径测起、达到体积累积10％的粒径；Dv90是指在材料的体积基准的粒度分布中，从小粒径测起、达到体积累积90％的粒径；Dn10是指在材料的数量基准的粒度分布中，从小粒径测起、达到数量累积10％的粒径。
在本申请的一种实施方案中，0.48≤Dv90≤8。示例性地，Dv90可以为0.48、0.5、1、1.1、1.3、1.5、2、2.1、2.3、2.5、3、3.1、3.3、3.5、4、4.1、4.3、4.5、5、5.1、5.3、5.5、6、6.1、6.3、6.5、7、7.1、7.3、7.5、8或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控Dv90的值在本申请范围内，可以保证更多的固态电解质分散于正极活性材料表面，能够进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，0.1≤Dn10≤0.26。示例性地，Dn10可以为0.1、0.12、0.14、0.16、0.18、0.2、0.22、0.24、0.26或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控Dn10的值在本申请范围内，能够使固态电解质的粒径分布较窄，可以保证更多的固态电解质分散于正极活性材料表面，能够进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，0.12≤Dv10≤0.28。示例性地，Dv10可以为0.12、0.14、0.16、0.18、0.2、0.22、0.24、0.26、0.28或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控Dv10的值在本申请范围内，能够使固态电解质的粒径分布较窄，可以保证更多的固态电解质分散于正极活性材料表面，能够进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，7.2≤Dn10’≤10.8。示例性地，Dn10’可以为7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6、8.8、9、9.2、9.4、9.6、9.8、10、10.2、10.4、10.6、10.8或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控Dn10’的值在本申请范围内，能够使正极活性材料的粒径分布较窄，调控正极活性材料的粒径分布可以使正极材料层具有较高的压实密度；同时使固态电解质与正极活性材料二者分散更加均匀，能够进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，8≤Dv10’≤11。示例性地，Dv10’可以为8、8.3、8.5、8.7、8.9、9、9.3、9.5、9.7、9.9、10、10.3、10.5、10.7、10.9、11或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控Dv10’的值在本申请范围内，能够使正极活性材料的粒径分布较窄，可以保证正极活性材料与固态电解质分散地更加均匀，能够进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，正极材料层包括Al、La、Ti、Zr、Ta或P中的至少一种，能够进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，正极材料层包括Al，基于正极材料层的质量，Al的质量百分含量W1为36ppm至3000ppm，优选地，W1为36ppm至1800ppm。示例性地，Al的质量百分含量W1可以为36ppm、60ppm、100ppm、300ppm、500ppm、700ppm、900ppm、1000ppm、1500ppm、1800ppm、2000ppm、2500ppm、3000ppm或为上述任意两个数值组成的范围。正极材料层包括Al，Al的质量百分含量W1在本申请范围内，正极材料层中Al具有合适的质量百分含量，可以提升正极极片内部的离子传导，能够进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，正极材料层包括La，基于正极材料层的质量，La的质量百分含量W2为800ppm至50000ppm，优选地，W2为800ppm至25000ppm。示例性地，La的质量百分含量W2可以为800ppm、1600ppm、1800ppm、2000ppm、2500ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、5000ppm、5500ppm、6000ppm、6500ppm、7000ppm、7500ppm、8000ppm、8500ppm、9000ppm、9500ppm、10000ppm、20000ppm、25000ppm、30000ppm、40000ppm、50000ppm或为上述任意两个数值组成的范围。正极材料层包括La，La的质量百分含量W2在本申请范围内，正极材料层中La具有合适的质量百分含量，可以提升正极极片内部的离子传导；同时由于La元素的催化活性，可以催化聚合电解液，聚合后形成的高分子聚合物覆盖在正极活性材料表面，可改善正极活性材料与电解液的反应性，能够进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，正极材料层包括Ti，基于正极材料层的质量，Ti的质量百分含量W3为400ppm至30000ppm，优选地，W3为400ppm至15000ppm。示例性地，Ti的质量百分含量W3可以为400ppm、800ppm、1600ppm、1800ppm、2000ppm、2500ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、5000ppm、5500ppm、6000ppm、6500ppm、7000ppm、7500ppm、8000ppm、8500ppm、9000ppm、9500ppm、10000ppm、15000ppm、20000ppm、25000ppm、30000ppm或为上述任意两个数值组成的范围。正极材料层包括Ti，Ti的质量百分含量W3在本申请范围内，可以提升正极极片内部的离子传导；同时由于Ti元素的催化活性，可以催化聚合电解液，聚合后形成的高分子聚合物覆盖在正极活性材料表面，可改善正极活性材料与电解液的反应性，能够进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，正极材料层包括Zr，基于正极材料层的质量，Zr的质量百分含量W4为360ppm至25000ppm，优选地，W4为360ppm至12500ppm。示例性地，Zr的质量百分含量W4可以为360ppm、400ppm、800ppm、1600ppm、1800ppm、2000ppm、2500ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、5000ppm、5500ppm、6000ppm、6500ppm、7000ppm、7500ppm、8000ppm、8500ppm、9000ppm、9500ppm、10000ppm、12500ppm、15000ppm、20000ppm、25000ppm或为上述任意两个数值组成的范围。正极材料层包括Zr，Zr的质量百分含量W4在本申请范围内，正极材料层中Zr具有合适的质量百分含量，可以提升正极极片内部的离子传导；同时由于Zr元素的催化活性，可以催化聚合电解液，聚合后形成的高分子聚合物覆盖在正极活性材料表面，可改善正极活性材料与电解液的反应性，能够进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，正极材料层包括Ta，基于正极材料层的质量，Ta的质量百分含量W5为200ppm至5000ppm，优选地，W5为200ppm至3500ppm。示例性地，Ta的质量百分含量W5可以为200ppm、500ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、5000ppm或为上述任意两个数值组成的范围。正极材料层包括Ta，Ta的质量百分含量W5在本申请范围内，正极材料层中Ta具有合适的质量百分含量，可以提升正极极片内部的离子传导；同时由于Ta元素的催化活性，可以催化聚合电解液，聚合后形成的高分子聚合物覆盖在正极活性材料表面，可改善正极活性材料与电解液的反应性，能够进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，正极材料层包括P，基于正极材料层的质量，P的质量百分含量W6为600ppm至12000ppm，优选地，W6为600ppm至8000ppm。示例性地，P的质量百分含量W6可以为600ppm、1000ppm、2000ppm、3000ppm、4000ppm、5000ppm、6000ppm、7000ppm、8000ppm、9000ppm、10000ppm、11000ppm、12000ppm或为上述任意两个数值组成的范围。正极材料层包括P，P的质量百分含量W6在本申请范围内，正极材料层中P具有合适的质量百分含量，可以提升正极极片内部的离子传导；同时由于P元素的催化活性，可以催化聚合电解液，聚合后形成的高分子聚合物覆盖在正极活性材料表面，可改善正极活性材料与电解液的反应性，能够进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，固态电解质包括磷酸钛铝锂、锂镧钛氧、锂镧锆氧或锂镧锆钽氧中的至少一种。通过选用上述固态电解质，上述固态电解质具有较高的离子电导率，可以进一步构建正极极片内部的离子传导网络，加速锂离子传导，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，磷酸钛铝锂的化学式为Li1+x1Alx1Ti2-x1(PO4)3，0≤x1≤0.5，示例性地，x1可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或为上述任意两个数值组成的范围；锂镧钛氧的化学式为Li3x2La2/3-x2TiO3，0.1≤x2≤0.3，示例性地，x2可以为0.1、0.12、0.14、0.16、0.18、0.2、0.22、0.24、0.26、0.28、0.3或为上述任意两个数值组成的范围；锂镧锆氧的化学式为Li7-x3La3Zr2-x3O12，0≤x3≤0.6，示例性地，x3可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6或为上述任意两个数值组成的范围；锂镧锆钽氧的化学式为Li5+x4La3Zrx4Ta2-x4O12，0≤x4≤1.4，示例性地，x4可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4或为上述任意两个数值组成的范围。通过选用上述固态电解质，上述固态电解质具有较高的离子电导率，可以进一步构建正极极片内部的离子传导网络，加速锂离子传导，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学，从而进一步改善二次电池的循环性能与倍率性能。
在本申请中，固态电解质的离子电导率为8×10-5S/cm至1×10-3S/cm。
在本申请的一种实施方案中，正极材料层的涂布重量C为0.01g/cm2至0.05g/cm2，优选地，正极材料层的涂布重量C为0.01g/cm2至0.03g/cm2。示例性地，正极材料层的涂布重量C可以为0.01g/cm2、0.014g/cm2、0.018g/cm2、0.02g/cm2、0.024g/cm2、0.028g/cm2、0.03g/cm2、0.034g/cm2、0.038g/cm2、0.04g/cm2、0.044g/cm2、0.048g/cm2、0.05g/cm2或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控正极材料层的涂布重量C在本申请范围内，能够使正极材料层具有合适的涂布重量，从而二次电池在具有较低的阻抗、较好的循环性能和倍率性能的同时还具有较高的能量密度。
在本申请的一种实施方案中，电解液包括锂盐和非水溶剂，锂盐包括第一含氟锂盐和/或第二含氟锂盐，第一含氟锂盐包括六氟磷酸锂，第二含氟锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂或二氟磷酸锂中的一种，非水溶剂包括碳酸亚乙烯酯、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯中的至少一种。基于锂盐的质量，第一含氟锂盐的质量百分含量A1为50％至99％，示例性地，第一含氟锂盐的质量百分含量A1可以为50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％或为上述任意两个数值组成的范围；第二含氟锂盐的质量百分含量A2为1％至50％，示例性地，第二含氟锂盐的质量百分含量A2可以为1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％或为上述任意两个数值组成的范围。基于电解液的质量，锂盐的质量百分含量A为8％至65％，示例性地，锂盐的质量百分含量A可以为8％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％或为上述任意两个数值组成的范围；非水溶剂的质量百分含量B为35％至92％，示例性地，非水溶剂的质量百分含量B可以为35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、92％或为上述任意两个数值组成的范围。通过调控电解液包括锂盐和非水溶剂，锂盐包括第一含氟锂盐和/或第二含氟锂盐，第一含氟锂盐和第二含氟锂盐各自的种类及含量、非水溶剂的种类及含量在本申请范围内，一方面，固态电解质具备固定上述锂盐中的阴离子的作用，可以提升锂离子迁移数，进一步降低二次电池的阻抗、提升二次电池的动力学；另一方面，固态电解质具备催化上述非水溶剂中的双键聚合的作用，固态电解质能够催化上述非水溶剂实现原位聚合，聚合后形成的高分子聚合物覆盖在正极活性材料表面，可进一步降低正极活性材料与电解液的副反应，从而进一步改善二次电池的循环性能和倍率性能。
在本申请的一种实施方案中，电解液包括锂盐和非水溶剂，锂盐包括第一含氟锂盐，第一含氟锂盐包括六氟磷酸锂，非水溶剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯中的至少一种。当锂盐包括第一含氟锂盐时，本申请对第一含氟锂盐和非水溶剂的质量百分含量没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可，例如，基于电解液的质量，第一含氟锂盐的质量百分含量A1可以为8％至15％，非水溶剂的质量百分含量B可以为85％至92％。
本申请对调控正极活性材料的平均粒径a、Dv50’、Dv90’、Dn10’、Dv10’的方法没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可。示例性地，可以通过对正极活性材料进行研磨来调控正极活性材料的平均粒径a、Dv50’、Dv90’、Dn10’、Dv10’。例如，可以通过调控研磨时间来调控正极活性材料的平均粒径a、Dv50’、Dv90’、Dn10’、Dv10’。示例性地，当其他条件不变时，延长研磨时间，正极活性材料的平均粒径a减小、Dv50’减小、Dv90’减小、Dn10’减小、Dv10’减小；缩短研磨时间，正极活性材料的平均粒径a增大、Dv50’增大、Dv90’增大、Dn10’增大、Dv10’增大。
本申请对调控固态电解质的平均粒径b、Dv50、Dv90、Dn10、Dv10的方法没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可。示例性地，可以通过对固态电解质进行研磨来调控固态电解质的平均粒径b、Dv50、Dv90、Dn10、Dv10。例如，可以通过调控研磨时间来调控固态电解质的平均粒径b、Dv50、Dv90、Dn10、Dv10。示例性地，当其他条件不变时，延长研磨时间，固态电解质的平均粒径b减小、Dv50减小、Dv90减小、Dn10减小、Dv10减小；缩短研磨时间，固态电解质的平均粒径b增大、Dv50增大、Dv90增大、Dn10增大、Dv10增大。
本申请对调控a/b的方法没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。例如，可以通过调控a和b各自的值来调控a/b的值，调控方法如上所述。
本申请对调控Dv90/Dv50的方法没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。例如，可以通过调控Dv90和Dv50各自的值来调控Dv90/Dv50的值，调控方法如上所述。
本申请对调控Dn10/Dv10的方法没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。例如，可以通过调控Dn10和Dv10各自的值来调控Dn10/Dv10的值，调控方法如上所述。
本申请对调控Dv50’/Dv50的方法没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。例如，可以通过调控Dv50’和Dv50各自的值来调控Dv50’/Dv50的值，调控方法如上所述。
本申请对调控Dn10’/Dv10’的方法没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。例如，可以通过调控Dn10’和Dv10’各自的值来调控Dn10’/Dv10’的值，调控方法如上所述。
本申请对调控Al的质量百分含量W1、La的质量百分含量W2、Ti的质量百分含量W3、Zr的质量百分含量W4、Ta的质量百分含量W5、P的质量百分含量W6的方法没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可。例如，可以通过调控加入的固态电解质的种类及质量百分含量来调控Al的质量百分含量W1、La的质量百分含量W2、Ti的质量百分含量W3、Zr的质量百分含量W4、Ta的质量百分含量W5、P的质量百分含量W6。
本申请对正极集流体没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，可以包含铝箔、铝合金箔或复合集流体(例如铝碳复合集流体)等。
本申请的正极材料层还包括导电剂和粘结剂。本申请对导电剂没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，导电剂可以包括但不限于导电炭黑、碳纳米管(CNTs)、碳纤维、鳞片石墨、石墨烯、金属材料或导电聚合物中的至少一种。上述导电炭黑可以包括但不限于乙炔黑和/或科琴黑。上述碳纳米管可以包括但不限于单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。上述碳纤维可以包括但不限于气相生长碳纤维(VGCF)和/或纳米碳纤维。上述金属材料可以包括但不限于金属粉和/或金属纤维，具体地，金属可以包括但不限于铜、镍、铝或银中的至少一种。上述导电聚合物可以包括但不限于聚亚苯基衍生物、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔或聚吡咯中的至少一种。本申请对粘结剂没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，粘结剂可以包括但不限于聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯丁二烯共聚物(丁苯橡胶)、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钾、羟甲基纤维素钠或羟甲基纤维素钾中的至少一种。本申请对正极材料层中正极活性材料、导电剂、粘结剂的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择，只要能够实现本申请的目的即可。
本申请对正极集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，正极集流体的厚度为5μm至20μm。本申请对正极材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，正极材料层的厚度为15μm至250μm。本申请对正极极片的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，正极极片的厚度为20μm至250μm。
任选地，正极极片还可以包含导电层，导电层位于正极集流体和正极材料层之间。本申请对导电层的组成没有特别限制，可以是本领域常用的导电层。导电层包括导电剂和粘结剂。本申请对导电层中的导电剂和粘结剂没有特别限制，可以是上述导电剂和上述粘结剂中的至少一种。本申请对导电层中的导电剂和粘结剂的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择，只要能够实现本申请的目的即可。
本申请对正极极片的制备方法没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可。示例性地，正极极片的制备方法可以包括以下步骤：首先将正极活性材料和固态电解质混合，然后加入导电剂、粘结剂以及溶剂进行混合，得到正极浆料。将正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔的一个表面上，烘干，得到单面涂布正极材料层的正极极片。然后在铝箔的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面涂布正极材料层的正极极片。本申请对正极材料层中正极活性材料、导电剂、粘结剂的质量百分含量没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可。例如，基于正极材料层的质量，正极活性材料的质量百分含量可以为80％至98.5％，导电剂的质量百分含量可以为0.6％至15％，粘结剂的质量百分含量可以为0.6％至15％。本申请对正极活性材料和固态电解质混合的方式没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可。例如，正极活性材料和固态电解质混合的方式可以为球磨，混合时间可以为20min至40min。本申请对正极浆料的固含量没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可。例如，正极浆料的固含量可以为65％至85％。在本申请中，先将正极活性材料和固态电解质混合，之后再与导电剂、粘结剂混合，能够使正极活性材料和固态电解质混合更为均匀，从而固态电解质能够均匀分布于正极活性材料颗粒的表面。
在本申请中，电解液包括非水溶剂。非水溶剂还可以包括碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物或其它有机溶剂中的至少一种。上述碳酸酯化合物可以包括但不限于链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物或氟代碳酸酯化合物中的至少一种。上述链状碳酸酯化合物可以包括但不限于碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)或碳酸甲乙酯(EMC)中的至少一种。上述环状碳酸酯化合物可以包括但不限于碳酸亚丁酯(BC)。上述氟代碳酸酯化合物可以包括但不限于碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亚乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亚乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亚乙酯或碳酸三氟甲基亚乙酯中的至少一种。上述羧酸酯化合物可以包括但不限于甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯或己内酯中的至少一种。上述醚化合物可以包括但不限于二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、1-乙氧基-1-甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃或四氢呋喃中的至少一种。上述其它有机溶剂可以包括但不限于二甲亚砜、1,2-二氧戊环、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯或磷酸三辛酯中的至少一种。在本申请中，非水溶剂包括两种及两种以上时，本申请对非水溶剂各自的质量百分含量没有特别限制，只要非水溶剂的质量百分含量之和满足本申请的要求即可。
在本申请中，负极极片包括负极集流体和设置在负极集流体至少一个表面上的负极材料层。上述“设置在负极集流体至少一个表面上的负极材料层”是指负极材料层可以设置在负极集流体沿自身厚度方向上的一个表面上，也可以设置在负极集流体沿自身厚度方向上的两个表面上。需要说明，这里的“表面”可以是负极集流体的全部区域，也可以是负极集流体的部分区域，本申请没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。本申请对负极集流体没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，可以包含铜箔、铜合金箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜或复合集流体等。
本申请的负极材料层包括负极活性材料。本申请对负极活性材料没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，负极活性材料可以包括天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(MCMB)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、SiOx(0.5＜x＜1.6)、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的钛酸锂Li4Ti5O12、Li-Al合金或金属锂等中的至少一种。本申请的负极材料层还包括粘结剂和导电剂。本申请对负极材料层中的粘结剂和导电剂没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，粘结剂可以是上述粘结剂中的至少一种，导电剂可以是上述导电剂中的至少一种。本申请的负极材料层还包括分散剂，本申请对负极材料层中的分散剂没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，分散剂可以包括羧甲基纤维素钠(CMC-Na)。本申请对负极材料层中负极活性材料、粘结剂、导电剂、分散剂的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择，只要能够实现本申请的目的即可。
本申请对负极集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，负极集流体的厚度为4μm至12μm。本申请对负极材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，负极材料层的厚度为30μm至250μm。本申请对负极极片的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请的目的即可，例如，负极极片的厚度为30μm至250μm。
任选地，负极极片还可以包含导电层，导电层位于负极集流体和负极材料层之间。本申请对导电层的组成没有特别限制，可以是本领域常用的导电层。导电层包括导电剂和粘结剂。本申请对导电层中的导电剂和粘结剂没有特别限制，可以是上述导电剂和上述粘结剂中的至少一种。本申请对导电层中的导电剂和粘结剂的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要选择，只要能够实现本申请的目的即可。
在本申请中，二次电池还包括隔膜。隔膜用来分隔正极极片和负极极片，防止二次电池内部短路，允许电解质离子自由通过，且不影响电化学充放电过程的进行。本申请对隔膜没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，隔膜的材料可以包括但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的聚烯烃(PO)类、聚酯(例如，聚对苯二甲酸二乙酯(PET)膜)、纤维素、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、氨纶或芳纶中的至少一种；隔膜的类型可以包括织造膜、非织造膜、微孔膜、复合膜、碾压膜或纺丝膜中的至少一种。
在本申请中，隔膜可以包括基材和表面处理层。基材可以为具有多孔结构的无纺布或复合膜，基材的材料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺中的至少一种。任选地，可以使用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。任选地，基材的至少一个表面上设置有表面处理层，表面处理层可以是聚合物层或无机物层，也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。例如，无机物层包括无机颗粒和粘结剂，本申请对上述无机颗粒没有特别限制，例如可以包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或硫酸钡中的至少一种。本申请对上述粘结剂没有特别限制，例如可以是前述粘结剂中的至少一种。聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料包括聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
本申请的二次电池还包括包装袋，用于容纳正极极片、隔膜、负极极片和电解液，以及二次电池中本领域已知的其它部件，本申请对上述其它部件不做限定。本申请对包装袋没有特别限制，可以为本领域公知的包装袋，只要能够实现本申请目的即可。
在本申请中，二次电池可以包括但不限于：锂金属二次电池、锂离子二次电池(锂离子电池)、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池等。
本申请的二次电池的制备过程为本领域技术人员所熟知的，本申请没有特别的限制，例如，可以包括但不限于以下步骤：将正极极片、隔膜和负极极片按顺序堆叠，并根据需要将其卷绕、折叠等操作得到卷绕结构的电极组件，将电极组件放入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到二次电池；或者，将正极极片、隔膜和负极极片按顺序堆叠，然后用胶带将整个叠片结构的四个角固定好得到叠片结构的电极组件，将电极组件置入包装袋内，将电解液注入包装袋并封口，得到二次电池。此外，也可以根据需要将防过电流元件、导板等置于包装袋中，从而防止二次电池内部的压力上升、过充放电。其中，包装袋为本领域已知的包装袋，本申请对此不作限定。
本申请的第二方面提供了一种电子装置，其包括前述任一实施方案中的二次电池。因此，本申请提供的电子装置具有良好的使用性能。
本申请对电子装置的种类没有特别限定，其可以是用于现有技术中已知的任何电子装置。在一些实施例中，电子装置可以包括但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。
实施例
以下，举出实施例及对比例来对本申请的实施方式进行更具体地说明。各种的试验及评价按照下述的方法进行。另外，只要无特别说明，“份”、“％”为质量基准。
测试方法和设备：
正极活性材料的平均粒径和固态电解质的平均粒径测试：
将锂离子电池放电至3.0V进行拆解，分离出正极极片。采用截面抛光仪(型号为IB-09010CP)对正极极片进行高能离子束切割并抛光，将获得的截面样品放置于扫描电子显微镜(SEM)下进行观察，根据测量的元素种类确认正极活性材料颗粒和固态电解质颗粒，并测量正极活性材料颗粒的平均粒径和固态电解质颗粒的平均粒径。
线扫描测试：
采用扫描电子显微镜能谱分析仪对正极材料层的截面中的正极活性材料的颗粒进行线扫描，线扫描包含三条直线，三条直线相互交叉且两两直线之间的角度为60°，测试得到三条直线的线扫谱图。
固态电解质的质量百分含量测试：
将锂离子电池放电至3.0V，拆解获得正极极片，使用刀片将正极材料层刮下，得到正极材料层的粉末。利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行测试，取上述正极材料层的粉末溶于30mL王水(由浓度为36％的浓盐酸和浓度为65％的浓硝酸按体积比3:1混合得到)中进行消解，将消解后的溶液注入电感耦合等离子体发射光谱仪(型号为赛默飞iCAP PRO XP ICP-OES)中测试，将测试谱图与标准谱图对比，可得固态电解质中对应的元素含量，通过元素含量计算固态电解质的质量百分含量。
固态电解质的粒径Dv50、Dv90、Dn10、Dv10测试：
使用粒度分析仪(型号为MasterSizer 2000)测试固态电解质的粒径Dv50、Dv90、Dn10、Dv10。
正极活性材料的粒径Dv50’、Dv90’、Dn10’、Dv10’测试：
使用粒度分析仪(型号为MasterSizer 2000)测试正极活性材料的粒径Dv50’、Dv90’、Dn10’、Dv10’。
正极材料层中元素的质量百分含量测试：
将锂离子电池放电至3.0V，拆解获得正极极片，使用刀片将正极材料层刮下，得到正极材料层的粉末。利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行测试，取上述正极材料层的粉末溶于30mL王水(由浓度为36％的浓盐酸和浓度为65％的浓硝酸按体积比3:1混合得到)中进行消解，将消解后的溶液注入电感耦合等离子体发射光谱仪(型号为赛默飞iCAP PRO XP ICP-OES)中测试，测试得到正极材料层中元素的质量百分含量。
循环性能测试：
在25℃条件下，将锂离子电池以0.5C恒流充电至4.45V，4.45V下恒压充电至0.025C，静置5min，然后以0.5C恒流放电至3.0V。此为一个充放电循环过程，记录首圈放电容量为C0，按上述方式进行500圈充放电循环，记录第500圈循环后的放电容量为C500。
锂离子电池循环500圈的容量保持率＝(C500/C0)×100％。
取化成充电至3.85V的锂离子电池，用螺旋千分尺测试此时的锂离子电池厚度为初始厚度T0。按照上述循环测试步骤循环500圈，使锂离子电池处于4.45V满充状态下，用螺旋千分尺测试此时锂离子电池的厚度为T500。
锂离子电池循环500圈的厚度膨胀率＝(T500-T0)/T0×100％。
直流阻抗(DCR)测试：
在25℃条件下，将锂离子电池以0.1C恒流充电至3.65V，恒压充电至0.025C，静置10min；再以0.1C恒流放电至2.5V，静置10min；再以0.1C恒流充电至3.65V，恒压充电至0.025C；静置10min；再以0.1C恒流放电5h(此时锂离子电池为50％荷电状态)；然后以1C恒流放电1s；上述1C恒流放电前的电压为V0，上述1C恒流放电后的电压为V1，上述1C恒流放电的电流为A，计算锂离子电池50％荷电状态(SOC)对应的直流阻抗为(V0-V1)/A。
按照上述步骤，分别将锂离子电池以0.1C恒流放电9h、8h、7h、6h、4h、3h、2h、1h、0h，分别对应锂离子电池10％荷电状态、20％荷电状态、30％荷电状态、40％荷电状态、60％荷电状态、70％荷电状态、80％荷电状态、90％荷电状态、100％荷电状态，按照上述方法测试锂离子电池不同荷电状态对应的直流阻抗。
倍率性能测试：
在25℃环境温度下，将锂离子电池以0.5C恒流充电至4.45V，4.45V下恒压充电至电流为0.025C，静置5min，再以0.5C恒流放电至3V，记录此次放电容量为0.5C放电容量。静置5min后，再以0.5C恒流充电至4.45V，4.45V下恒压充电至电流为0.025C，静置5min，再以3C恒流放电至3V，记录此次放电容量为3C放电容量。
锂离子电池3C放电容量保持率(％)＝3C放电容量/0.5C放电容量×100％。
实施例1-1
<正极极片的制备>
将正极活性材料钴酸锂和固态电解质磷酸钛铝锂(LATP，化学式为Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3)二者混合后利用公转转速20rpm，自转转速300rpm搅拌30min，环境湿度30％至35％，然后加入导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏氟乙烯，其中，钴酸锂、LATP、乙炔黑、聚偏氟乙烯的质量比为95.6:0.4:2:2，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为75wt％的正极浆料，真空搅拌均匀后得到正极浆料。将正极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的正极集流体铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到单面涂布正极材料层的正极极片。然后在铝箔的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面涂布正极材料层的正极极片。90℃条件下烘干后冷压，再经裁片、焊接极耳，得到规格为74mm×867mm的正极极片待用。其中，正极材料层的涂布重量C为0.018g/cm2，冷压后正极材料层的单面厚度为60μm，上述固态电解质LATP的离子电导率为3.2×10-4S/cm。
<负极极片的制备>
将人造石墨与分散剂羧甲基纤维素钠搅拌30min，然后加入粘结剂丁苯橡胶(SBR)、导电剂乙炔黑，其中，人造石墨、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、乙炔黑的质量比为96:1:1:2，加入去离子水作为溶剂，调配成为固含量为45wt％的负极浆料，真空搅拌机搅拌均匀后得到负极浆料。将负极浆料均匀涂覆于厚度为10μm的负极集流体铜箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到涂层厚度为100μm的单面涂布负极材料层的负极极片。然后在铜箔的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面涂布负极材料层的负极极片。90℃条件下烘干后冷压，再经裁片、焊接极耳，得到规格为78mm×875mm的负极极片待用，冷压后负极材料层的单面厚度为45μm。
<隔膜的制备>
采用厚度为12μm的多孔聚乙烯薄膜(Celgard公司提供)。
<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)和碳酸二乙酯(DEC)按照体积比为1:1混合得到基础溶剂，然后向上述基础溶剂中加入锂盐LiPF6、氟代碳酸乙烯酯(FEC)，搅拌均匀得到电解液。其中，基于电解液的质量，锂盐的质量百分含量A为12％，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为5％，余量为基础溶剂。
<锂离子电池的制备>
将正极极片、隔膜、负极极片、隔膜依次层叠设置，隔膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离作用，然后卷绕成电极组件，将电极组件装入铝塑膜中，注入电解液并封口，之后经过静置、化成、整形工序，得到锂离子电池。
实施例1-2至实施例1-6
除了通过调整研磨时间使正极活性材料的平均粒径a和固态电解质的平均粒径b如表1所示以外，其余与实施例1-1相同。
实施例1-7至实施例1-12
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。其中，当固态电解质的质量百分含量W0变化时，正极活性材料的质量百分含量随之变化，导电剂和粘结剂的质量百分含量不变。
实施例1-13至实施例1-15
除了按照表1调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。
实施例1-16
除了在<正极极片的制备>中使用镍钴锰酸锂(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)作为正极活性材料以外，其余与实施例1-1相同。
实施例2-1至实施例2-20
除了通过调整研磨时间使Dv10、Dv50、Dv90、Dn10、Dv10’、Dv50’、Dv90’、Dn10’如表3所示以外，其余与实施例1-1相同。
实施例3-1至实施例3-3
除了按照表4调整相关制备参数以外，其余与实施例1-1相同。
实施例4-1
除了按照以下方法制备电解液以外，其余与实施例1-1相同。
<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)和碳酸二乙酯(DEC)按照体积比为1:1混合得到基础溶剂，然后向上述基础溶剂中加入第一含氟锂盐LiPF6、第二含氟锂盐双氟磺酰亚胺锂、氟代碳酸乙烯酯(FEC)，搅拌均匀得到电解液。其中，基于锂盐的质量，第一含氟锂盐的质量百分含量A1为75％，第二含氟锂盐的质量百分含量A2为25％；基于电解液的质量，锂盐的质量百分含量A为12％，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为5％，余量为基础溶剂。
实施例4-2至实施例4-8
除了按照表5调整相关制备参数以外，其余与实施例4-1相同。其中，当第一含氟锂盐和/或第二含氟锂盐的质量百分含量变化，锂盐的质量百分含量不变，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量不变，EC和DEC的体积比不变。当锂盐的质量百分含量变化时，基础溶剂的含量随之改变，第一含氟锂盐与第二含氟锂盐的质量比不变，氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量不变，EC和DEC的体积比不变。
对比例1
除了按照以下方法制备正极极片以外，其余与实施例1-1相同。
<正极极片的制备>
将正极活性材料钴酸锂搅拌30min，然后加入导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏氟乙烯，其中，钴酸锂、乙炔黑、聚偏氟乙烯的质量比为96:2:2，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为75wt％的正极浆料，真空搅拌均匀后得到正极浆料。将正极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的正极集流体铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到单面涂布正极材料层的正极极片。然后在铝箔的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面涂布正极材料层的正极极片。90℃条件下烘干后冷压，再经裁片、焊接极耳，得到规格为74mm×867mm的正极极片待用。其中，正极材料层的涂布重量C为0.018g/cm2，冷压后正极材料层的单面厚度为60μm。
对比例2至对比例8
除了通过调整研磨时间使正极活性材料的平均粒径a和固态电解质的平均粒径b如表1所示以外，其余与实施例1-1相同。
对比例9
除了按照以下方法制备正极极片以外，其余与实施例1-1相同。
<正极极片的制备>
将正极活性材料钴酸锂、固态电解质磷酸钛铝锂(LATP，化学式为Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏氟乙烯按照质量比为95.6:0.4:2:2进行混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成为固含量为75wt％的正极浆料，真空搅拌均匀后得到正极浆料。将正极浆料均匀涂覆在厚度为10μm的正极集流体铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到单面涂布正极材料层的正极极片。然后在铝箔的另一个表面上重复以上步骤，即得到双面涂布正极材料层的正极极片。90℃条件下烘干后冷压，再经裁片、焊接极耳，得到规格为74mm×867mm的正极极片待用。其中，正极材料层的涂布重量C为0.018g/cm2，冷压后正极材料层的单面厚度为60μm。
各实施例和对比例的制备参数和电性能参数如表1至表5所示。
表1
注：(1)表1中，“/”表示无相关制备参数；(2)表1中，实施例1-13中，固态电解质为“LLTO”，LLTO的化学式为Li0.33La0.56TiO3，LLTO的离子电导率为4.1×10-4S/cm；(3)表1中，实施例1-14中，固态电解质为“LLZO”，LLZO的化学式为Li7La3Zr2O12，LLZO的离子电导率为8.2×10-4S/cm；(4)表1中，实施例1-15中，固态电解质为“LLZTO”，LLZTO的化学式为Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12，LLZTO的离子电导率为8.7×10-4S/cm。
表2
参见表1和表2，由实施例1-1至实施例1-16和对比例1至对比例9可知，通过调控正极材料层包括正极活性材料和固态电解质、正极活性材料和固态电解质的平均粒径及其比值、正极活性材料包括第一元素以及第一元素的种类、固态电解质包括第二元素以及第二元素的种类在本申请范围内在本申请范围内，锂离子电池的DCR更低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率更高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。而对比例1至对比例9中，锂离子电池的DCR较高、3C放电容量保持率较低、循环500圈的容量保持率较低、循环500圈的厚度膨胀率较高，说明锂离子电池阻抗较高，倍率性能和循环性能相对较差。其中，第二元素的种类可以由表1中固态电解质的化学式得到。
固态电解质的质量百分含量W0通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例1-1、实施例1-7至实施例1-12可知，通过调控固态电解质的质量百分含量W0在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
固态电解质的种类通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例1-1、实施例1-13至实施例1-15可知，通过调控固态电解质的种类在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。并且，固态电解质的种类在本申请范围内，固态电解质对应的元素的质量百分含量也在本申请范围内。
由实施例1-1至实施例1-12可知，固态电解质的种类在本申请范围内，固态电解质对应的元素的质量百分含量也在本申请范围内。
采用扫描电子显微镜能谱分析仪对实施例1-1中的正极材料层的截面中的正极活性材料的颗粒进行线扫描，如图2所示，线扫描包含三条直线A1、A2、A3，三条直线相互交叉且两两直线之间的角度为60°，直线A1的长度为30μm，直线A2的长度为30μm，直线A3的长度为25μm。在直线A1的线扫谱图中，Al元素存在1个第二峰，Ti元素存在1个第二峰，P元素存在1个第二峰。在直线A2的线扫谱图中，Al元素存在1个第二峰，Ti元素存在1个第二峰，P元素存在1个第二峰。在直线A3的线扫谱图中，Al元素存在1个第二峰，Ti元素存在1个第二峰，P元素存在1个第二峰。线扫谱图满足上述特征，说明固态电解质分布于正极材料层，得到的二次电池具有较低的阻抗、较好的倍率性能和循环性能。
采用扫描电子显微镜能谱分析仪对实施例1-1中的正极材料层的截面中的正极活性材料的颗粒进行线扫描，如图2所示，线扫描包含三条直线A1、A2、A3，三条直线相互交叉且两两直线之间的角度为60°，直线A1的长度为30μm，直线A2的长度为30μm，直线A3的长度为25μm。在直线A1的线扫谱图中，Co元素存在3个第一峰，Al元素存在1个第二峰，Ti元素存在1个第二峰，P元素存在1个第二峰。在直线A2的线扫谱图中，Co元素存在3个第一峰，Al元素存在1个第二峰，Ti元素存在1个第二峰，P元素存在1个第二峰。在直线A3的线扫谱图中，Co元素存在3个第一峰，Al元素存在1个第二峰，Ti元素存在1个第二峰，P元素存在1个第二峰。线扫谱图满足上述特征，说明固态电解质分布于正极活性材料颗粒的表面和/或正极活性材料颗粒之间的间隙，说明正极材料层包括固态电解质，并且固态电解质均匀地分布于正极活性材料颗粒的表面，得到的二次电池具有较低的阻抗、较好的倍率性能和循环性能。
由图2可以看出，本申请实施例1-1的正极极片包括正极活性材料和固态电解质，固态电解质均匀分布于正极活性材料颗粒的表面。
由图3可以看出，本申请实施例1-1的正极极片中固态电解质均匀分布于正极活性材料颗粒的表面。
由图4可以看出，实施例1-1的锂离子电池在10％SOC、20％SOC、30％SOC、40％SOC、50％SOC、60％SOC、70％SOC、80％SOC、90％SOC、100％SOC下的DCR较低，而对比例1的锂离子电池在10％SOC、20％SOC、30％SOC、40％SOC、50％SOC、60％SOC、70％SOC、80％SOC、90％SOC、100％SOC下的DCR较高，说明实施例1-1的锂离子电池具有较低的阻抗。
由图5可以看出，实施例1-1的锂离子电池25℃循环500圈的容量保持率较高，而对比例3的锂离子电池25℃循环500圈的容量保持率较低，说明实施例1-1的锂离子电池具有较好的循环性能。
表3
Dv50、Dv90/Dv50、Dn10/Dv10，以及Dv50’、Dv50’/Dv50、Dv90’、Dn10’/Dv10’通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例1-1、实施例2-1至实施例2-20可知，通过调控Dv50、Dv90/Dv50、Dn10/Dv10，以及Dv50’、Dv50’/Dv50、Dv90’、Dn10’/Dv10’在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
Dv90的值通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例1-1、实施例2-1至实施例2-3可知，通过调控Dv90的值在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
Dn10的值通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例1-1、实施例2-4至实施例2-6可知，通过调控Dn10的值在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
Dv10的值通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例1-1、实施例2-1至实施例2-3可知，通过调控Dv10的值在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
Dn10’的值通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例1-1、实施例2-10至实施例2-12可知，通过调控Dn10’的值在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
Dv10’的值通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例1-1、实施例2-7至实施例2-9可知，通过调控Dv10’的值在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
表4
正极材料层的涂布重量C通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能、循环性能以及能量密度。由实施例1-1、实施例3-1至实施例3-3可知，通过调控正极材料层的涂布重量C在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
表5
注：表5中，“/”表示无相关制备参数。
电解液包括锂盐和非水溶剂，锂盐包括第一含氟锂盐和第二含氟锂盐，第一含氟锂盐和第二含氟锂盐各自的种类及含量、非水溶剂的种类及含量通常会影响锂离子电池的阻抗、倍率性能以及循环性能。由实施例4-1至实施例4-8可知，通过调控锂盐包括第一含氟锂盐和第二含氟锂盐，第一含氟锂盐和第二含氟锂盐各自的种类及含量、非水溶剂的种类及含量在本申请范围内，锂离子电池的DCR较低、3C放电容量保持率较高、循环500圈的容量保持率较高、循环500圈的厚度膨胀率较低，说明锂离子电池阻抗较低，同时具有良好的倍率性能和循环性能。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种二次电池，其包括正极极片、负极极片和电解液，所述正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一个表面上的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性材料和固态电解质，所述正极活性材料的平均粒径为aμm，所述固态电解质的平均粒径为bμm，16≤a/b≤180，5≤a≤20，0.1≤b≤0.5；
所述正极活性材料包括第一元素，所述第一元素包括Ni、Mn、Fe或Co中的至少一种；所述固态电解质包括第二元素，所述第二元素包括Al、La、Ti、Zr、Ta或P中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，基于所述正极材料层的质量，所述固态电解质的质量百分含量W0为0.2％至3％。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述固态电解质的粒径Dv50、Dv90、Dn10、Dv10满足：0.1μm＜Dv50≤1μm，1＜Dv90/Dv50≤10，0.36≤Dn10/Dv10≤2.17；所述正极活性材料的粒径Dv50’、Dv90’、Dn10’、Dv10’满足：5μm＜Dv50’≤20μm，16≤Dv50’/Dv50≤180，20μm＜Dv90’≤50μm，0.65≤Dn10’/Dv10’≤1.35。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，所述正极极片满足以下特征中的至少一者：
(1)0.48≤Dv90≤8；
(2)0.1≤Dn10≤0.26；
(3)0.12≤Dv10≤0.28；
(4)7.2≤Dn10’≤10.8；
(5)8≤Dv10’≤11。
5.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，所述正极材料层包括Al、La、Ti、Zr、Ta或P中的至少一种，基于所述正极材料层的质量，所述正极材料层满足以下特征中至少一者：
(1)所述正极材料层包括Al，所述Al的质量百分含量W1为36ppm至3000ppm，优选地，W1为36ppm至1800ppm；
(2)所述正极材料层包括La，所述La的质量百分含量W2为800ppm至50000ppm，优选地，W2为800ppm至25000ppm；
(3)所述正极材料层包括Ti，所述Ti的质量百分含量W3为400ppm至30000ppm，优选地，W3为400ppm至15000ppm；
(4)所述正极材料层包括Zr，所述Zr的质量百分含量W4为360ppm至25000ppm，优选地，W4为360ppm至12500ppm；
(5)所述正极材料层包括Ta，所述Ta的质量百分含量W5为200ppm至5000ppm，优选地，W5为200ppm至3500ppm；
(6)所述正极材料层包括P，所述P的质量百分含量W6为600ppm至12000ppm，优选地，W6为600ppm至8000ppm。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，所述固态电解质包括磷酸钛铝锂、锂镧钛氧、锂镧锆氧或锂镧锆钽氧中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，所述磷酸钛铝锂的化学式为Li1+x1Alx1Ti2-x1(PO4)3，0≤x1≤0.5；所述锂镧钛氧的化学式为Li3x2La2/3-x2TiO3，0.1≤x2≤0.3；所述锂镧锆氧的化学式为Li7-x3La3Zr2-x3O12，0≤x3≤0.6；所述锂镧锆钽氧的化学式为Li5+ x4La3Zrx4Ta2-x4O12，0≤x4≤1.4。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，所述正极材料层的涂布重量C为0.01g/cm2至0.05g/cm2，优选地，所述正极材料层的涂布重量C为0.01g/cm2至0.03g/cm2。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中，所述电解液包括锂盐和非水溶剂，所述锂盐包括第一含氟锂盐和/或第二含氟锂盐，所述第一含氟锂盐包括六氟磷酸锂，所述第二含氟锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂或二氟磷酸锂中的一种，所述非水溶剂包括碳酸亚乙烯酯、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯中的至少一种；
基于所述锂盐的质量，所述第一含氟锂盐的质量百分含量A1为50％至99％，所述第二含氟锂盐的质量百分含量A2为1％至50％；
基于所述电解液的质量，所述锂盐的质量百分含量A为8％至65％，所述非水溶剂的质量百分含量B为35％至92％。
10.一种电子装置，其包括权利要求1至9中任一项所述的二次电池。
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