为适于锂电池的量。取决于锂电池 的用途和组成，可省略所述导电剂、粘合剂和溶剂的一种或多种。
[0129] 然后，制备待插入在所述正极和所述负极之间的隔板。所述隔板可为用于锂电池 的任何隔板。所述隔板可具有低的对电解质离子迁移的阻力和优异的电解质溶液保持能 力。例如，所述隔板可选自玻璃纤维、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯（PTFE)、及其组合， 其各自可为无纺的或纺织的。例如，可卷起的隔板例如聚乙烯或聚丙烯可用在锂离子电池 中，且具有优异的溶液保持能力的隔板可用在锂离子聚合物电池中。例如，所述隔板可通过 下述方法制备。
[0130] 将聚合物树脂、填料和溶剂混合以制备隔板组合物。在一些实施方式中，可将所述 隔板组合物在电极上直接涂覆并然后干燥以制备隔板。在一些实施方式中，可将所述隔板 组合物在载体上流延并然后干燥，且可将从所述载体剥掉的隔板膜层叠在电极上以制备隔 板。
[0131] 用于制备所述隔板的聚合物树脂没有特别地限制且可使用任何用作电极板的粘 合剂的材料。例如，可使用偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯（PVDF)、聚丙烯腈、聚甲 基丙烯酸甲酯、或其组合。
[0132] 然后，制备电解质。
[0133] 所述电解质包括非水电解质和锂盐。所述非水电解质可为非水溶液、有机固体电 解质、和无机固体电解质。
[0134] 所述非水溶液可包括，例如，非质子有机溶剂例如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙 酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、丁内酯、1，2-二甲氧基乙烷、四 氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1，3_二氧戊环、4-甲基-二氧戊环、甲酰胺、N，N_二 甲基甲酰胺、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生 物、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、 醚、丙酸甲酯、或丙酸乙酯。
[0135] 所述有机固体电解质可为，例如，聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷 衍生物、磷酸酯聚合物、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、或包含离子离解基团的聚合 物。
[0136] 所述无机固体电解质可为，例如，Li氮化物、卤化物、硫化物和硅酸盐，例如Li3N、 Lil、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSi04、LiSi04-LiI_Li0H、Li2SiS3、Li4Si04、Li4Si04-LiI_Li0H、 和Li3P04-Li2S_SiS2。
[0137] 所述锂盐可为在锂电池中使用的任何盐。作为在非水电解质基体中可良好地溶解 的材料，例如，可使用如下的至少一种：LiCl、LiBr、LiI、LiC104、LiB1QCl1Q、LiPF6、CF3S03Li、 CH3S03Li、C4F9S03Li、（CF3S02)2NLi、LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)(其中x和y分别为 1-20 的自 然数）、CF3C02Li、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、LiAlF4、氯硼酸锂、低级脂族羧酸锂、4-苯基硼酸 锂、酰亚胺锂等。
[0138] 根据所使用的隔板和所使用的电解质，锂电池可分为锂离子电池、锂离子聚合物 电池、或锂聚合物电池。根据其形状，锂电池还可分为圆柱形锂电池、矩形锂电池、硬币形锂 电池、或袋形锂电池。根据其尺寸，锂电池还可分为块型锂电池或薄层型锂电池。锂电池还 可为一次电池或二次电池。
[0139] 制造锂电池的方法是本领域普通技术人员已知的，且因此将不在此详细描述。
[0140] 图3为根据实施方式的锂电池30的示意图。
[0141] 参照图3,锂电池30包括正极23、负极22、以及介于正极和负极22和23之间的 隔板24。在一些实施方式中，将正极23、负极22和隔板24卷绕或折叠以容纳在电池壳25 中。然后，将电解质注入电池壳25中，随后用密封部件26密封电池壳25,由此完成锂电池 30的制造。在一些实施方式中，电池壳25可为圆柱形、矩形或薄膜型壳。在一些实施方式 中，锂电池30可为锂离子电池。
[0142] 除现有的移动电话或便携式计算机之外，根据实施方式的锂电池还可用在例如需 要高容量、高功率输出和高温驱动的电动车的应用中。而且，所述锂电池可与现有的内燃 机、燃料电池、超级电容器等组合用在混合动力车等中。更特别地，所述锂电池具有优异的 高倍率容量和寿命特性，且因此适于电动车（EV)。例如，所述锂电池适于插电式混合动力电 动车（PHEV)。
[0143] 一些实施方式提供制备负极活性物质的方法，其包括：
[0144] 将基于Si的活性物质基质、金属氧化物前体和溶剂混合以制备混合物溶液；
[0145] 将所述混合物溶液干燥以制备干燥产物；和
[0146] 热处理所述干燥产物。
[0147] 在一些实施方式中，所述金属氧化物前体可为包括选自如下的至少一种金属的金 属盐：钛（Ti)、锆（Zr)、镍（Ni)、钴（Co)、锰（Mn)、铬（Cr)、锌（Zn)、钥（Mo)、钽（Ta)、硼（B)、 镁（Mg)、钙（Ca)、锶（Sr)、钡（Ba)、钒（V)、铁（Fe)、铜（Cu)和铝（A1)。在一些实施方式中， 所述金属盐可为氢化物、氧氢化物（oxyhydride)、醇盐、硝酸盐、或碳酸盐。
[0148] 例如，金属醇盐可用作金属氧化物前体。所述金属醇盐可为其中烷氧基配位到金 属离子的有机金属化合物且可为溶胶形式。
[0149] 例如，所述金属醇盐可由下式2表示。
[0150] 式2
[0151] M(OR)x
[0152] 其中，1 彡x彡 5,R可为烷基，且M可选自Ti、Zr、Ni、Co、Mn、Cr、Zn、Mo、Ta、 13、1\%、〇3、51'、1^、￥、？6、(]11和41。所述烷基中的至少一个氢原子可被如下代替 ：卤素原子、 被卤素原子取代的Q-C%烷基（例如CF3、CHF2、CH2F、或CC13)、Q-C%烷氧基、C2-C2(l烷氧 基烷基、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧酸或其盐、磺酰基、氨磺酰基、磺酸或其 盐、或者磷酸或其盐。
[0153] 在一些实施方式中，基于所述基于Si的活性物质基质和所述金属氧化物前体的 总重量，所述金属氧化物前体的量可为约0.01重量％ -约20重量％，例如，约0.01重 量％ -约10重量％、约0. 1重量％ -约5重量％、或约0. 1重量％ -约1重量％。当金属 氧化物前体的量太小时，包覆量可为小的且因此，包覆效果可为小的，和当金属氧化物前体 的量太大时，电池的比容量可降低。
[0154] 在一些实施方式中，所述溶剂可为水、醇、或其组合，且所述醇可为C1-C4低级醇， 其详细实例为甲醇、乙醇、异丙醇或其组合。然而，所述溶剂不限于此且可使用可用于实现 所述制造方法的目的的相关领域中已知的任何溶剂。
[0155] 在上述制造方法的一些实施方式中，可将基于硅的活性物质基质、所述金属氧化 物前体和所述溶剂混合以制备混合物溶液，可将其干燥以获得干燥产物，并且可将所述干 燥产物热处理以获得其中金属氧化物纳米颗粒形成于所述基于硅的活性物质基质的表面 上的负极活性物质。
[0156] 在一些实施方式中，所述热处理可在氮气或大气环境中在700°C或更大的温度下 进行。在70(TC或更大的热处理温度下，可形成金红石相，和在70(TC或更低下，可仅获得锐 钛矿相。例如，当所述热处理温度为700°C或更大但小于800°C时，可获得锐钛矿相和金红 石相两者的混合物，和当所述热处理温度为800°C或更大时，可形成其中仅存在金红石相的 金属氧化物纳米颗粒。根据实施方式，所述热处理可在约800°C-约900°C的温度下进行约 30分钟至约10小时。
[0157] 在一些实施方式中，所述制造方法可进一步包括研磨由所述热处理获得的热处理 产物。
[0158] 除上述湿法之外，在一些实施方式中，所述负极活性物质还可通过干法制备，所述 干法包括将金属氧化物颗粒与基于Si的活性物质基质机械混合以在所述基于Si的活性物 质基质上形成包括金属氧化物纳米颗粒的包覆层。在一些实施方式中，所述混合方法可为 机械烙化（mechanofusion)法等。在一些实施方式中，所述干法可进一步包括在所述基于 Si的活性物质基质上形成所述金属氧化物纳米颗粒，然后将其热处理。
[0159] 在下文中，将参照实施例详细描述示例性实施方式。然而，仅为了说明的目的说明 所述实施例，且其不限制范围。
[0160] 制备负极活性物质
[0161] 制诰实施例1 :1. 5重量％的金红石何覆相
[0162] 首先，制备硅（Si)合金粉末作为基于Si的活性物质基质。
[0163] 将Si和Fe各自分别以25原子％和75原子％的比例混合以制备混合物，然后将 所述混合物引入真空感应烙炼炉（可得自Yein Tech.，Busan, Korea)中，并将所述混合物 在真空下融化以抑制大气氧化以制备母合金。
[0164]将所述母合金粉碎成大块，将其引入烙纺机（可得自Yein Tech.，Busan, Korea) 的注入管中，通过使用高频感应加热将所述母合金在氩气气氛中熔融，将熔融母合金喷射 在旋转的Cu轮上以使所述熔融母合金成型为带形，然后使其所得物快速凝固以制备合金 带。
[0165] 通过使用球磨机将所述合金带粉碎以获得Fe3Si组成的Si合金粉末，其具有约 3iim-约5iim的平均直径（D50) 〇
[0166] 将25g所述Si合金粉末和1. 32g异丙醇钛（(Ti(0CH(CH3)2)4(产品编号：205273， 可得自Aldrich,St.Louis,M0)添加到200ml异丙醇，然后混合以制备混合物溶液。在可 加热的搅拌器中，将所述混合物溶液在l〇〇°C的温度下以300rpm搅拌以除去溶剂，由此获 得干燥的粉末。将干燥的粉末在氮气（N2)气氛中在800°C的温度下煅烧1小时以获得煅烧 的产物。将煅烧的产物粉碎以制备所述Si合金粉末包覆有1. 5重量％的具有金红石相的 Ti02纳米颗粒的负极活性物质。
[0167] 制诰实施例2 :0. 5重量％的金红石何覆相
[0168] 以与制造实施例1中相同的方式制造负极活性物质，除了Si合金粉末的表面包覆 有0. 5重量％的具有金红石相的Ti02纳米颗粒之外。
[0169]制诰对比例1 :1. 5重量％的锐钛矿何覆相
[0170] 以与制造实施例1中相同的方式制造负极活性物质，除了在600°C的煅烧温度下， Si合金粉末的表面包覆有1. 5重量％的具有锐钛矿相的Ti02纳米颗粒之外。
[0171] 制诰对比例2 :0. 5重量％的锐钛矿何覆相
[0172] 以与制造对比例1中相同的方式制造负极活性物质，除了Si合金粉末的表面包覆 有0. 5重量％的具有锐钛矿相的Ti02纳米颗粒之外。
[0173] 制诰对比例3 :没有何覆
[0174] 使用在制造实施例1中制备的Si合金粉末作为负极活性物质，而没有对Si合金 粉末的表面的任何包覆处理。
[0175] 制造硬币半单元电池
[0176] 以下面描述的方式制造硬币半单元电池以确认根据包覆相的锂电池的寿命特性。
[0177] 实施例1
[0178] 将在制造实施例1中制备的负极活性物质和充当粘合剂的聚酰胺酰亚胺（PAI)以 90:10的重量比混合，然后以60重量％的固体含量向其添加N-甲基吡咯烷酮以调节粘度， 以制备负极活性物质浆料。
[0179] 将所制备的负极活性物质浆料（9mg/cm2)涂覆在具有10ym厚度的铜箔集流体上 以制备涂覆的电极板。将涂覆的电极板在120°C的温度下干燥15分钟，然后压制以制备负 极。
[0180] 使用Li金属作为对电极，使用聚乙烯隔板（隔板，STAR20,可得自AsahiKasei， TokyoJapan)作为隔板，使用其中溶解1.15MLiPF6的碳酸亚乙酯（EC):碳酸乙甲酯 (EMC):碳酸二乙酯（DEC) (3:3:4的体积比）的混合溶剂作为电解质以制造硬币半单元电 池。
[0181] 对比例1