iMnP0 4、LiCoPO4' LiMn2O4和LiCoO 2;包含钴、锰和镍之混合金属氧化物的正极活性材料组合物，如美国专利 No. 6, 964, 828、7, 078, 128 (Lu等人）中所述的那些；以及纳米复合正极活性材料，如美国专 利No. 6, 680, 145 (Obrovac等人）中详述的那些。
[0040] 适用于制备本发明的负极的示例性粉末材料包括美国专利No. 6, 203, 944和 No. 6, 699, 336 (均为 Turner 等人）；美国专利公开 No. 2003/0211390 (Dahn 等人）；美 国专利 No. 6, 255, 017 (Turner)和 No. 6, 436, 578 (Turner 等人）；以诸如粉末、薄片、纤 维或球体之类的形式存在的石墨碳（例如中间相碳微球（MCMB));如US2005/0079417 △ 1(灯111等人）、1]52005/0164090 41(灯111等人）、1]52006/0088766 41(灯111等人）和 US2007/0166615 Al (Takamuku等人）中所述的那些包含钒的金属氧化物粉末；如美国专利 公开 No. 2005/0079417、No. 2005/0164090 和 No. 2006/0088766 (均为 Kim 等人）和美国专 利公开No. 2007/0166615 (Takamuku等人）中所述的那些包含钒的金属氧化物粉末；它们 的组合以及本领域技术人员熟悉的其它粉末材料。上述参考文献的每一篇均全文并入本文 中。
[0041] 可随所提供的粘结剂使用的其它粉末负极活性材料包括这样的活性材料，其包含 能够与Li和至少一种除H、Li和惰性气体以外的原子序数为20或更小的元素合金化的合 金材料。该合金材料可以包括例如Sn和至少一种金属，如Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In和Ag。 原子序数为20或更小的元素可以包括B、C、Al、Si、P或S。负极活性材料可以具有低结晶 或无定形结构，以便Li可以顺利地插入和脱出。原子序数为20或更小的元素之含量可以 在约10重量百分比（重量％ )至约50重量％的范围内。
[0042] 所提供的负极活性材料的另一例子包含锡、钴和碳，并且还包含铟、铌、锗、钛、钼、 铝、磷和铋当中的至少一种。此负极活性材料的碳含量为约9. 9重量％至约29. 7重量％， 钴与锡和钴总和之比为约30重量％至约70重量％。作为适用的负极材料还提供了包含选 自非碳的14族元素与非铊的13族元素中的至少一种元素的合金粉末。
[0043] 其它适用的负极材料包括含能与Li和C产生金属间化合物的元素的反应相。在 此反应相中，X射线衍射之衍射峰的半值宽度优选为0. 5°或更宽。
[0044] 粉末合金颗粒可以包括导电涂层。例如，在包含硅、铜和银或银合金的颗粒上可以 涂布导电材料层（例如，合金组合物在颗粒的核心，导电材料在颗粒的壳上）。合适的导电 材料包括例如碳、铜、银或镍。
[0045] 示例的粉末合金材料可以通过任何已知的手段进行制备，例如通过物理混合，然 后将各前体组分研磨成合金。可以通过简单的共混或通过溶体纺丝进行混合。熔体纺丝包 括这种过程，其中可以在射频场中熔化合金组合物，然后通过喷嘴喷射到旋转轮（如铜轮） 的表面上。由于旋转轮的表面温度显著地低于熔融合金的温度，与旋转轮表面的接触使熔 体骤冷。骤冷最大程度地减少了对电极性能有害的大晶粒形成。当使用导电涂层时，可以 采用诸如电镀、化学气相沉积、真空蒸发或溅射之类的技术形成这种涂层。适当的研磨可以 通过采用多种技术来完成，如竖直球磨、水平球磨或本领域技术人员已知的其它研磨技术。
[0046] 电极组合物可以包含诸如本领域技术人员熟悉的添加剂。电极组合物可以包含导 电稀释剂，从而促进电子从粉末材料向集电器的转移。导电稀释剂包括但不仅限碳（如用 于负极的炭黑和用于正极的炭黑、片状石墨等）、金属、金属氮化物、金属碳化物、金属娃化 物和金属硼化物。代表性的导电碳稀释剂包括诸如SUPER P和SUPER S炭黑（均来自比利 时的MMM Carbon公司）之类的炭黑、SHAWANIGAN BLACK(得克萨斯州休斯敦的雪佛龙化工 有限公司）、乙炔黑、炉黑、灯黑、石墨、碳纤维以及它们的组合。
[0047] 电极组合物可以包含促进粉末材料或导电稀释剂对粘结剂的粘附的粘附促进剂。 粘附促进剂与粘结剂的结合可有助于电极组合物更好地适应在反复锂化/脱锂循环期间 粉末材料中可能发生的体积变化。所提供的粘结剂可以对金属及合金提供足够良好的粘附 力，这样可能不需要添加粘附促进剂。如果使用的话，粘附促进剂可以被制成粘结剂的一部 分（如以增加的官能团的形式），可以是粉末材料上的涂层，可以添加到导电稀释剂当中， 或者可以采用上述措施的组合。粘附促进剂的例子包括硅烷、钛酸盐和膦酸盐，如美国专利 公开 No. 2004/0058240 (Christensen)中所述。
[0048] 所提供的粘结剂包括锂聚合盐。锂聚合盐包括聚丙烯酸（包括聚甲基丙烯酸）锂、 聚苯乙烯磺酸锂和聚磺酸锂含氟聚合物。可以由相应的丙烯酸或磺酸，用碱性的锂中和酸 基团得到锂聚合盐。一般使用氢氧化锂中和酸基团。通过离子交换，用锂取代诸如钠的其 它阳离子也在本申请的范围之内。例如，诸如SKTlOL(可以商品名DIANI0N得自三菱化学 工业公司）之类的离子交换树脂可以用来把钠离子交换成锂离子。
[0049] 虽然不希望受理论的约束，但据信锂聚合盐能涂布粉末活性材料并形成离子导电 性的层。由于锂离子电化学电池有赖于锂离子的导电性，这就提高了由这些粘结剂制成的 电极寿命延长和衰减减少的能力。此外，据信所提供的锂聚合盐以足够薄的形式涂布粉末 活性材料，使得一些电导率得以维持。最后，据信锂聚合盐可以抑制绝缘性SEI (溶剂电解 质界面）层的形成，本领域技术人员已知SEI层会导致锂离子电极由于反复的循环而过早 失效。
[0050] 基于衍生聚合盐之酸的酸基团（在末端上或在侧基上）的摩尔当量，所提供的粘 结剂包含至少约50摩尔％、至少约60摩尔％、至少约70摩尔％、至少约80摩尔％、至少 约90摩尔％或甚至更多的锂。能被中和的酸基团包括羧酸、磺酸、膦酸以及常见于聚合物 的具有一个用来交换的质子的任何其它酸基团。适用于本发明的商品化材料的例子包括诸 如ΝΑΡΗΙ0Ν(可得自特拉华州威尔明顿的杜邦公司）的全氟磺酸聚合物和诸如SURLYN(也 得自杜邦）的热塑性离聚物型聚合物。其它受关注的材料包括聚酰亚胺锂，如美国专利 No. 6, 287, 722 (Barton等人）中所述的那些。
[0051] 聚丙烯酸锂可以由聚（丙烯酸）用氢氧化锂中和进行制备。在本申请中，聚（丙烯 酸）包括任何丙烯酸或甲基丙烯酸的聚合物或共聚物或它们的衍生物，其中共聚物的至少 约50摩尔％、至少约60摩尔％、至少约70摩尔％、至少约80摩尔％或至少约90摩尔％是 用丙烯酸或甲基丙烯酸制备的。可用于形成这些共聚物的适用单体包括例如丙烯酸或甲基 丙烯酸烷基酯（具有带1-12个碳原子的（支链或非支链）烷基）、丙烯腈、丙烯酰胺、N-烷 基丙烯酰胺、N，N-二烷基丙烯酰胺、丙烯酸羟烷基酯、马来酸、丙磺酸酯等。特别受关注的是 水溶性的（特别是在中和或部分中和之后）丙烯酸或甲基丙烯酸的聚合物或共聚物。水溶 性通常取决于聚合物或共聚物和/或组合物的分子量。聚（丙烯酸）的水溶性非常好，连 同包含相当大摩尔分数的丙烯酸的共聚物是优选的。聚（甲基丙烯）酸的水溶性较小些， 特别是分子量较大时。
[0052] 适用于本发明的丙烯酸及甲基丙烯酸的均聚物和共聚物可以具有大于约10, 000 克/摩尔、大于约75, 000克/摩尔、或甚至大于约450, 000克/摩尔或甚至更高的分子量 (Mw)。适用于本发明的均聚物及共聚物具有小于约3, 000, 000克/摩尔、小于约500, 000克 /摩尔、小于约450, 000克/摩尔或甚至更低的分子量（Mw)。通过在水或诸如四氢呋喃、二 甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺之类的其它合适的溶剂中或者在一种或多种可与水混溶的其 它偶极非质子溶剂中溶解聚合物或共聚物，可以中和聚合物或共聚物上的羧酸基团。聚合 物或共聚物上的羧酸基团（丙烯酸或甲基丙烯酸）可以用氢氧化锂水溶液滴定。例如，可 以通过用20重量％的氢氧化锂水溶液进行滴定中和聚（丙烯酸）在水中的34重量％的溶 液。通常情况下，按摩尔计锂化（用氢氧化锂中和）50%或更多、60%或更多、70%或更多、 80%或更多、90%或更多、100%或更多、107%或更多的羧酸基团。当已中和超过100%的羧 酸基团时，这表示已添加到聚合物或共聚物中的氢氧化锂足以中和所有的基团，存在着过 量的氢氧化锂。
[0053] 由相应的聚磺酸含氟聚合物，通过用诸如氢氧化锂的碱中和聚磺酸含氟聚合物， 可以制备聚磺酸锂含氟聚合物。聚合物上的磺酸基团可以用氢氧化锂水溶液进行滴定。 例如，通过用20重量％的氢氧化锂水溶液进行滴定可以中和聚磺酸含氟聚合物在水中的 8. 8%溶液。通常情况下，按摩尔计锂化（用氢氧化锂中和）50%或更多、60%或更多、70% 或更多、80 %或更多、90 %或更多或所有的磺酸基团。
[0054] 在本申请中，聚磺酸盐含氟聚合物包括具有末端为磺酸基团之侧基的含氟聚合 物。聚磺酸盐含氟聚合物可衍生自包括高度氟化主链及侧基的聚磺酸含氟聚合物，其中该 侧基包括：
[0055] HO3S - (CFRf) a (CFRf) b - Z1 - (CFRf) c (CFRf) d - Z2 -
[0056] 其中a、b、c和d的每一个独立地为0-3, c+d至少是1，ZjP Z 2是氧原子或单键， 每个Rf独立地为F或基本上氟化的支链或非支链氟代烷基、氟代烷氧基或氟代醚基团（在 氟代烷基、氟代烷氧基或氟代醚链上含1至15个碳原子和0至4个氧原子）。合适侧基的 例子包括-Ocf2CF(CF3)OCF2CF2SO 3H ; - O(CF2)4SO3H 以及它们的组合。
[0057] 含氟聚合物的主链或侧链或两者可以基本上是氟化的或者是完全氟化的（全氟 化）。基于链的全部重量而言，基本上氟化的主链或侧链包含约40重量％或更多的氟。 含氟聚合物还可以包含一个或多个酸性端基，如化学式为-SO3H的磺酰端基。在本发明 的一个实施例中，含氟聚合物的主链是全氟化的。可适用于所提供之组合物的一些实施 例中的其它合适的聚磺酸盐含氟聚合物可见于美国专利No. 6, 287, 722 (Burton等人）； No. 6, 624, 328 (Guerra)和美国专利公开No. 2004/0116742 (Guerra);以及申请人的共同未 决申请U. S. S. N. 10/530, 090 (Hamrock等人）。适用于所提供之组合物的一些实施例的其它 材料包括衍生自四氟乙烯（TFE)与根据化学式为FSO2 - CF2 - CF2 - 0 - CF(CF3) - CF2 - 0 - CF = 0&的共聚单体的共聚物的聚磺酸锂含氟聚合物。这些都是已知的，由特拉华州威尔 明顿的杜邦化学公司以磺酸的形式销售，即FSO2 -端基水解成HSO3 -，商品名为NAFI0N。
[0058] 美国专利No. 4, 358, 545和No. 4, 417,969(均授予Ezell等人）公开了具有小于 约22, 000的水合产物和800-1500的当量重量的聚合物及其离子交换膜，其具有基本上氟 化的主链和根据化学式为YSO3 - (CFR1f)e(CFR2f)d - 0 -主链的侧基，其中Y是氢或碱金属， R1f和R2f是基本上氣化的烷基，c是0-3，d是0-3，c+d至少是1。这些材料可用于（通过 中和）得出适用于所提供之组合物及方法的一些实施例的聚磺酸锂含氟聚合物。
[0059] 由相应的聚苯乙烯磺酸，通过用诸如氢氧化锂的碱中和聚苯乙烯磺酸，可以制备 聚苯乙烯磺酸锂。聚合物上的磺酸基团可以用氢氧化锂水溶液进行滴定。例如，通过用20 重量％的氢氧化锂水溶液进行滴定可以中和聚苯乙烯磺酸在水中的5 %溶液。通常情况下， 按摩尔计用氢氧化锂中和50%或更多、60%或更多、70%或更多