用于锂电池的电极复合导电剂、用于锂电池的电极、制造其的方法和包括电极的锂电池与流程

对相关申请的交叉引用本申请要求在韩国知识产权局于2018年11月19日提交的韩国专利申请no.10-2018-0142512的优先权和权益，将其内容通过引用全部引入本文中。本公开内容涉及用于锂电池的电极复合导电剂、用于锂电池并且包括所述电极复合导电剂的电极、制备所述电极的方法、和包括所述电极的锂电池。
背景技术：
：锂离子电池(lib)已经由于其高的能量密度和易于设计而被用作用于多种便携式设备的电源。随着近来的使用lib作为电动车/能量存储而不是便携式信息技术(it)设备的电源的不断增长的趋势，已经对能够提供高的能量密度和长的寿命的材料进行了广泛研究。当前，商业上可用的电动车具有低的行驶路程和慢的充电时间，且因此在代替现有的基于石油的能源方面具有技术限制。因此，存在对于开发用于提供改善的容量和充电特性的电池材料的迫切需要。技术实现要素：提供用于锂电池的电极复合导电剂。提供用于锂电池的电极和制备其的方法，所述电极包括所述电极复合导电剂。提供包括所述电极且具有改善的输出特性的锂电池。另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，且部分地将由所述描述明晰，或者可由所提供的实施方式的实践而获悉。根据一种实施方式的方面，用于锂电池的电极复合导电剂包括：碳质导电材料；和石墨烯-硅石(silica)复合物，其中所述石墨烯-硅石复合物包括包含石墨烯的基体，和其中0<x<2的式siox的低价氧化硅(硅低价氧化物)、或二氧化硅和其中0<x<2的式siox的低价氧化硅的组合，其中所述石墨烯-硅石复合物的量为20重量份或更少，基于100重量份的所述复合导电剂的总重量。根据另一实施方式的方面，用于锂电池的电极包括所述电极复合导电剂。根据另一实施方式的方面，制备用于锂电池的电极的方法包括：将电极活性材料、碳质导电材料、和石墨烯-硅石复合物干混以获得混合物；将粘结剂和溶剂添加到干混的混合物；以及将所述粘结剂和所述混合物混合以获得电极活性材料组合物，其中所述石墨烯-硅石复合物包括包含石墨烯的基体，和其中0<x<2的式siox的低价氧化硅、或二氧化硅和其中0<x<2的式siox的低价氧化硅的组合，其中所述石墨烯-硅石复合物的量为20重量份或更少，基于100重量份的构成复合导电剂的所述碳质导电材料和所述石墨烯-硅石复合物的总重量。根据另一实施方式的方面，锂电池包括所述电极。附图说明由结合附图考虑的实施方式的以下描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，其中：图1为说明用于锂电池的电极的实施方式的示意图；图2a为说明石墨烯-硅石复合物的实施方式的结构的示意图；图2b为说明含硅的复合物的实施方式的结构的示意图；图3a为根据实施例1制备的全单元电池的负极的扫描电子显微镜(sem)图像；图3b显示根据实施例1制备的全单元电池的负极的能量色散光谱法(eds)分析的结果；图4为根据对比例1制备的全单元电池的负极的sem图像；图5为容量保持率(百分数)对循环数的图，其说明根据实施例1以及对比例1和2制备的全单元电池的容量保持率；图6a至6d为电压(伏，v)对比容量(毫安-时/克，mah/g)的图，其说明根据实施例4以及对比例3和4制备的硬币半单元电池在充电和放电测试期间的倍率特性；图7a和7b分别为根据实施例1制备的全单元电池在充电和放电循环之前以及在200次循环之后的sem图像；图8a和8b分别为根据对比例1制备的全单元电池在充电和放电循环之前以及在200次循环之后的sem图像；图9a和9b分别为根据对比例2制备的全单元电池在充电和放电循环之前以及在200次循环之后的sem图像；图10为容量保持率(百分数)对循环数的图，其说明根据实施例1、2和3以及对比例1和2制备的硬币全单元电池的容量保持率；图11a为倍率特性(百分数，％)对倍率(c倍率)的图，其说明根据实施例6a、4、5、和对比例3制备的硬币半单元电池在充电和放电测试期间的倍率特性；图11b为倍率特性(百分数，％)对倍率(c倍率)的图，其说明根据实施例4和对比例3制备的硬币半单元电池在充电和放电测试期间的倍率特性；图12为说明倍率特性(百分数，％)对倍率(c倍率)的图，其说明根据实施例4、6a、5和对比例3制备的硬币半单元电池在充电和放电测试期间的倍率特性；和图13为锂电池的实施方式的示意图。具体实施方式现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明，其中相同的附图标记始终是指相同的元件。在这点上，本实施方式可具有不同的形式且不应被解释为限于本文中阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述所公开的实施方式以说明方面。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和全部组合。表述例如“的至少一个(种)”当在要素列表之前或之后时，修饰整个要素列表且不修饰所述列表的单独要素。将理解，当一个元件被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者在其间可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。因此，在不背离本文中的教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“组分”、“区域”、“层”或“部分”可称为第二元件、组分、区域、层或部分。本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。如本文中使用的，单数形式“一个(种)(不定冠词，a，an)”和“所述(该)”意图包括复数形式，包括“至少一个(种)”，除非内容清楚地另外指明。“至少一个(种)”将不被解释为限制“一个(种)”。“或”意味着“和/或”。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和全部组合。将进一步理解，术语“包括”或“包含”当用在本说明书中时，表明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、和/或组分，但不排除存在或增加一种或多种另外的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分、和/或其集合。为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语如“在……之下”、“在……下面”、“下部”、“在……之上”、“上部”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。将理解，除图中所示的方位之外，空间相对术语还意图包括在使用或操作中的设备的不同方位。例如，如果翻转图中的设备，被描述为“在”其它元件或特征“下面”或“之下”的元件则将被定向“在”其它元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在……下面”可包括在……之上和在……下面两种方位。设备可以其它方式定向(旋转90度或在其它方位上)，并且本文中使用的空间相对描述词相应地进行解释。如本文中使用的“约”或“大约”包括所陈述的值且意味着在如由本领域普通技术人员考虑到所讨论的测量和与具体量的测量有关的误差(即，测量系统的限制)而确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如，“约”可意味着相对于所陈述的值的偏差在一种或多种标准偏差范围内，或者在±30％、20％、10％、或5％内。除非另外定义，在本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解，术语，例如在常用字典中定义的那些，应被解释为具有与它们在相关领域的背景和本公开内容中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于形式的意义进行解释，除非在本文中清楚地如此定义。在本文中参照作为理想化实施方式的示意图的横截面图描述示例性实施方式。这样，将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图的形状的偏差。因此，本文中描述的实施方式不应解释为限于如本文中所示的区域的具体形状，而是包括由例如制造所导致的形状上的偏差。例如，图示或描述为平坦的区域可典型地具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，所图示的尖锐的角可为圆形的。因此，图中所示的区域在本质上是示意性的，并且它们的形状不意图图示区域的精确形状且不意图限制本权利要求的范围。如本说明书中使用的术语“石墨烯”意指由多个彼此共价结合的碳原子形成的多环芳族分子。共价结合的碳原子可形成六元环作为重复单元，且可进一步包括五元环和七元环的至少一个。因此，石墨烯包括具有sp2杂化的共价键合的碳原子的单层。多个石墨烯层在本领域中常常被称作石墨。然而，为了方便，如本文中使用的“石墨烯”可为单层，或者也可包括多个碳层，例如1-100个碳层、或1-30个碳层。因此，如本文中使用的石墨烯可具有通过堆叠石墨烯的单层而形成的多层结构。在下文中，将参照附图进一步详细地描述根据实施方式的用于锂电池的电极复合导电剂、包括其的电极、制备所述电极的方法、和包括所述电极的锂电池。用于锂电池的电极复合导电剂包括：碳质导电材料；和石墨烯-硅石复合物，其中所述石墨烯-硅石复合物包括包含石墨烯的基体，和其中0<x<2的式siox的低价氧化硅、或二氧化硅和其中0<x<2的式siox的低价氧化硅的组合，其中所述石墨烯-硅石复合物的量为20重量份或更少，基于100重量份的所述复合导电剂的总重量。所述硅石，即，其中0<x<2的式siox的低价氧化硅、二氧化硅(sio2)、或其组合可位于所述石墨烯基体上，或可在所述石墨烯基体内。如本说明书中使用的术语“硅石”是指其中0<x<2的式siox的低价氧化硅、二氧化硅、或其组合。在负极包括碳质导电剂例如石墨，同时具有多孔硅复合物和基于石墨的材料作为负极活性材料的情况下，且尽管不想受理论束缚，理解，在所述负极中形成空隙，因为所述多孔硅复合物和所述基于石墨的材料具有数十微米的尺寸。因此，锂离子的迁移率可降低，并且缓冲体积变化、例如由锂离子的循环导致的那些的能力可恶化。另外，由于所述碳质导电剂位于在所述负极活性材料周围，因此锂离子朝着活性材料的迁移可减少，并且由于在颗粒之间形成的大量的空隙，在充电和放电循环期间保持导电性可为困难的。另外，由于作为碳质导电材料的石墨具有数微米到数十微米的尺寸并且具有鳞片(flake)形状，因此难以将石墨均匀地分散在其中堆叠电极活性材料的电极中。为了解决这些问题，本发明人已经提出了用于锂电池的电极复合导电剂，其包括碳质导电材料和石墨烯-硅石复合物，其中所述石墨烯-硅石复合物的量被选择为约20重量份或更少、例如在约0.5重量份-约20重量份、例如约5重量份-约20重量份、例如约5重量份-约10重量份的范围内，基于100重量份的所述复合导电剂。100重量份的所述复合导电剂代表100重量份的所述碳质导电材料和所述石墨烯-硅石复合物的总重量。具有改善的碳结晶性和例如约10-约1000纳米、或约30纳米-约500纳米的尺寸的所述复合导电剂的所述石墨烯-硅石复合物可填充电极的空隙。因此，与当使用不同的碳质导电材料作为导电剂时相比，在电极中的组分之间的粘附改善，由此加强三维导电网络。结果，电极膨胀率降低且表面到表面导电通道可得以改善和保持。通过使用根据实施方式的包括石墨烯-硅石复合物的复合导电剂，在电极中空隙可减少，由此防止导电通道断开或短路，并且防止向活性材料的锂离子迁移率降低。当使用根据实施方式的复合导电剂时，包括所述复合导电剂的电极和电池的膨胀率降低，并且在集流体和电极活性材料之间的粘结力增加，由此防止电极活性材料从集流体分离，即使是在重复的充电和放电过程之后。另外，在充电和放电循环期间防止电短路。结果，通过使用包括所述电极复合导电剂的电极，可制造具有改善的电解质浸渍性质、改善的初始效率、以及改善的寿命及充电和放电倍率特性的锂电池。例如，所述碳质导电材料可包括石墨烯、石墨、炭黑、碳纳米管、气相生长碳纤维(vgcf)、金属包覆的碳纤维、或其组合。所述碳质导电材料可具有约10平方米/克(m2/g)-约1,000m2/g、例如约11m2/g-约500m2/g、例如约12m2/g-约300m2/g、例如约15m2/g-约100m2/g的比表面积。所述石墨烯-硅石复合物可具有约50m2/g-约800m2/g、例如约50m2/g-约500m2/g、例如约50m2/g-约300m2/g、例如约100m2/g-约200m2/g的比表面积。所述石墨烯-硅石复合物的量被选择为约20重量份或更少、例如约0.5重量份-约20重量份、例如约5重量份-约20重量份、例如约5重量份-约10重量份，基于100重量份的所述复合导电剂。当所述石墨烯-硅石复合物的量在以上范围内时，在所述电极中的结构之间的粘附可改善且空隙可减少。所述电极活性材料可为任何合适的用于锂电池的电极活性材料。例如，可使用多孔硅复合物、或者多孔硅复合物和碳质负极活性材料的组合。所述多孔硅复合物和所述碳质负极活性材料可构成碳质复合物。所述多孔硅复合物为含硅的复合物。所述碳质负极活性材料可包括天然石墨、人造石墨、膨胀石墨、石墨烯、炭黑、富勒烯烟灰、碳纳米管、石墨碳、碳纤维、或其组合。然而，所述碳质负极活性材料不限于此，且也可使用本领域中可用的任何合适的材料。所述碳质导电材料可具有鳞片形状、板形状、棒形状、不规则形状、或其组合。所述碳质导电材料的尺寸可为约1nm-约99μm。所述碳质导电材料的尺寸可为约1μm-约99μm、例如约1μm-约50μm、例如约1μm-约10μm、例如约1μm-约5μm。当使用碳质导电材料时，在电极中的结构之间可存在空隙，且尽管不希望受理论束缚，但理解，所述空隙可导致充电和放电特性例如寿命特性和高倍率特性的恶化、和电极膨胀率的增加。在整个说明书中，碳质导电材料的尺寸在其中所述碳质导电材料为球形的情况中表示平均颗粒直径，和在其中所述碳质导电材料不是球形的情况中表示长轴的长度。图1为说明包括根据实施方式的电极复合导电剂的用于锂电池的电极的结构的示意图。所述电极可为例如负极。如图1中所示，所述电极具有这样的结构：其中包括第一电极活性材料11、第二电极活性材料14、以及包括碳质导电材料13和石墨烯-硅石复合物12的复合导电剂的电极活性材料层设置在集流体10上。例如，第一电极活性材料11和第二电极活性材料14各自可包括碳质材料、基于硅的材料、硅氧化物、基于硅的合金、硅-碳质材料复合物、锡、基于锡的合金、锡-碳复合物、金属氧化物、和多孔硅复合物。可使用包括前述的至少两种的组合。根据实施方式，第一电极活性材料11可为例如图2b中所示的多孔硅复合物。石墨可为天然石墨或人造石墨。另外，由于石墨烯-硅石复合物12均匀地分散在第一电极活性材料11、第二电极活性材料14、和碳质导电材料13周围、以及空隙中，如图1中所示，因此在电极中空隙可减少并且可形成表面到表面导电通道。尽管图1示出两种类型的电极活性材料，但是也可使用单一类型。所述石墨烯-硅石复合物包括硅石321和石墨烯312，如图2a中所示。硅石321可为：其中0<x<2的式siox的低价氧化硅；或者所述低价氧化硅和二氧化硅(sio2)的组合。如本文中使用的，术语“低价氧化硅”为由式siox(其中0<x<2)表示的组成(成分)。替代地，所述低价氧化硅可为例如具有由siox(其中0<x<2)表示的平均组成的包括si和sio2的组合。所述低价氧化硅可以膜、基体、或其组合的状态存在。根据一种实施方式，所述石墨烯-硅石复合物可为如下形式：包括低价氧化硅(siox，0<x<2)和石墨烯的颗粒、其中低价氧化硅(siox，0<x<2)完全地被石墨烯包围的颗粒、或其组合。所述包括低价氧化硅(siox，0<x<2)和石墨烯的颗粒、其中低价氧化硅(siox，0<x<2)完全地被石墨烯包围的颗粒、或其组合可在包含石墨烯的基体例如石墨烯基体中彼此相互连接。根据一种实施方式，在所述包括低价氧化硅和石墨烯的颗粒、其中低价氧化硅完全地被石墨烯包围的颗粒、或其组合中的石墨烯相互连接以形成所述包含石墨烯的基体。根据另一实施方式，所述石墨烯-硅石复合物可为其中二氧化硅(sio2)部分地或完全地被低价氧化硅(siox，0<x<2)包围的颗粒的形式。所述石墨烯-硅石复合物也可被称作石墨烯球或石墨烯球体。所述石墨烯-硅石复合物可具有可存在于所述电极内部的空隙中的任何合适的形状。所述石墨烯-硅石复合物可具有褶皱(挤压，crumpled)结构。根据实施方式的褶皱结构可为例如褶皱球体结构。所述结构可根据作为用于形成所述石墨烯-硅石复合物的起始材料的二氧化硅(sio2)的形状而改变。例如，当二氧化硅(sio2)为球形颗粒形式时，所述石墨烯-硅石复合物可具有褶皱球体结构例如褶皱球结构。作为另一实例，当二氧化硅(sio2)为中孔二氧化硅时，所述石墨烯-硅石复合物可具有矩形结构。根据实施方式的石墨烯-硅石复合物可具有褶皱球体结构。根据实施方式的石墨烯-硅石复合物可具有褶皱球形纸球结构(crumpled-sphericalpaperballstructure)。二氧化硅(sio2)的还原产物例如低价氧化硅(siox，0<x<2)；或者低价氧化硅(siox，0<x<2)和二氧化硅(sio2)，可分布在所述结构中。在所述石墨烯-硅石复合物中，硅石可为如下的形式：颗粒、管、棒、纳米线、纳米带、纤维、块、或其组合。例如，所述石墨烯-硅石复合物可具有爆米花状石墨烯球结构，例如，具有融合的球体的外观以提供融合球体结构、刻面(facet)球体结构、或褶皱球体结构、或其组合。所述石墨烯-硅石复合物可具有爆米花状石墨烯球结构，例如，融合球体结构，如图2a中所示。包含在所述石墨烯-硅石复合物中的石墨烯的量可在0.001重量份-约90重量份、例如约10重量份-约80重量份的范围内，基于100重量份的所述复合物的总重量。当石墨烯的量在以上范围内时，所述石墨烯-硅石复合物的导电性相当大地改善。例如，所述石墨烯-硅石复合物的尺寸可为约10nm-约300nm、例如约50nm-约200nm。石墨烯-硅石复合物的尺寸在其中所述石墨烯-硅石复合物是球形的情况中表示平均颗粒直径，和在其中所述石墨烯-硅石复合物不是球形的情况中表示长轴的长度。在所述石墨烯-硅石复合物中，所述石墨烯可从所述硅石延伸10nm或更少、例如5nm或更少、例如3nm或更少、例如1nm或更少、例如在约0.0001nm-约1nm的范围、约0.001nm-约0.1nm、或约0.01nm的距离。所述石墨烯-硅石复合物可包括约1-约20个石墨烯层、例如约1-约10个石墨烯层，并且所述石墨烯层的总厚度可为约0.6nm-约12nm、或约1nm-约10nm。在硅石和石墨烯之间的粘附程度可通过使用扫描电子显微镜测量在硅石和石墨烯之间的距离而评价。所述石墨烯可从所述硅石延伸10nm或更少的距离、例如1nm或更少的距离。所述石墨烯可在相对于所述硅石例如其中0<x<2的式siox的低价氧化硅、二氧化硅(sio2)、或其组合的长轴的0-90°的角度处定向。在这点上，长轴可指y轴。所述石墨烯-硅石复合物可包括至少1个到约20个石墨烯层，并且所述石墨烯层的总厚度可为约0.6nm-约12nm。所述石墨烯可在相对于所述硅石的长轴的0-90°的角度处定向。可根据下列方法制造根据实施方式的石墨烯-硅石复合物。将包括碳源气体的反应气体供应到包括二氧化硅(sio2)的结构体，并且将所述结构体热处理。所述碳源气体可包括由下式2表示的化合物，或者可为包括由下式2表示的化合物和由式1表示的化合物、由式3表示的含氧气体、或其组合的混合气体。式1cnh(2n+2-a)[oh]a在式1中，n为1-20且a为0或1。式2cnh(2n)在式2中，n为2-6。式3cxhyoz在式3中，x为0或1-20的整数，y为0或1-20的整数，且z为1或2。此外，在式1和2中，独立地选择n。例如，所述碳源气体可包括甲烷、乙烯、丙烯、甲醇、乙醇、丙醇、乙炔、或其组合，和可例如为甲烷。所述含氧气体可为例如二氧化碳(co2)、一氧化碳(co)、水蒸汽(h2o)、或其组合。在将所述碳源气体的反应气体供应到二氧化硅(sio2)并且热处理所述混合物之后，可使用至少一种惰性气体例如氮气、氦气、氩气、或其组合使所得物进一步经历冷却过程。在这点上，冷却过程指的是其中使温度返回到室温(即在20℃-25℃的范围内)的过程。所述碳源气体还可包括惰性气体例如氮气、氦气、氩气、或其组合。所述热处理可在约700℃-约1100℃的温度下进行。另外，由于石墨烯通过气相反应包覆在作为二氧化硅(sio2)的还原产物的低价氧化硅(siox，0<x<2)、或者低价氧化硅(siox，0<x<2)和二氧化硅(sio2)的组合上，因此可形成具有高的结晶性的包覆膜。当使用这样的石墨烯-硅石复合物作为导电剂时，电极活性材料的导电性可增加而没有结构变化。在整个说明书中，所述多孔硅复合物包括具有多孔硅二次颗粒的多孔芯和在所述多孔芯的至少一个表面上形成且包括第一石墨烯的壳。在这点上，所述多孔硅二次颗粒可包括多个硅复合一次颗粒，且所述多个硅复合一次颗粒的硅复合一次颗粒可包括硅、在所述硅上的低价氧化硅(siox，0<x<2)、和设置在所述低价氧化硅(siox，o<x<2)的至少一个表面上的第二石墨烯。在韩国专利待审公布no.10-2018-0031585中公开了所述多孔硅复合物及其制造方法，将它的内容通过引用全部引入本文中。根据另一实施方式，提供包括上述电极复合导电剂的用于锂电池的电极。例如，所述电极可为负极。所述负极可包括任何合适的用在锂电池中的负极活性材料例如碳质材料、基于硅的材料、硅氧化物、基于硅的合金、硅-碳质材料复合物、锡、基于锡的合金、锡-碳复合物、金属氧化物、多孔硅复合物、或其组合。例如，所述负极活性材料可包括多孔硅复合物和碳质材料。当使用所述多孔硅复合物作为所述负极活性材料时，所述负极的体积膨胀被抑制且导电性可改善，由此改善倍率特性。在这点上，所述碳质材料的量可为约0.001重量份-约99.999重量份、例如约10重量份-约98重量份、例如约20重量份-约95重量份、例如约30重量份-约92重量份、例如约50重量份-约90重量份，基于100重量份的所述多孔硅复合物和所述碳质材料的总重量。当所述碳质材料的量在以上范围内时，可提供具有改善的充电/放电倍率特性、和寿命特性、以及改善的容量保持率的锂电池。例如，所述碳质材料可包括板状石墨、球形石墨、不均匀的石墨、或其组合。所述碳质材料可补偿在其中单独使用所述多孔硅复合物的情况下由高的容量导致的电极的不稳定性，并且容量特性以及充电和放电倍率特性可进一步改善。在下文中，将进一步描述根据实施方式的制备用于锂电池的电极的方法。首先，将电极活性材料、碳质导电材料、和石墨烯-硅石复合物干混以获得混合物。所述干混在混合器中进行，使得所述石墨烯-硅石复合物与所述电极活性材料和所述碳质导电材料一起被均匀地分散在所述混合物中而没有聚集。没有这样的干混过程，所述石墨烯-硅石复合物可聚集，且因此所述石墨烯-硅石复合物与另外的组分的混合和分散可不是令人满意的。在干混中，例如，可使用nobilta混合器或thinky混合器作为所述混合器，并且所述混合器的旋转速度可在约100rpm-约800rpm的范围内、例如300rpm。混合时间根据旋转速度等改变，且可例如在约10分钟-约100分钟的范围内。当所述电极为负极时，使用负极活性材料作为所述电极活性材料，且所述负极活性材料的实例可包括碳质材料、硅、硅氧化物、基于硅的合金、硅-碳质材料复合物、锡、基于锡的合金、锡-碳复合物、金属氧化物、或其组合。例如，所述负极活性材料可为所述多孔硅复合物和所述碳质材料的混合物。接着，将粘结剂和溶剂添加至干混的混合物并且与所述干混的混合物混合以制备电极活性材料组合物。另外，将所述石墨烯-硅复合物选择为约20重量份或更少，基于100重量份的所述碳质导电材料和所述石墨烯-硅石复合物的总重量。在这点上，所述碳质导电材料和所述石墨烯-硅石复合物的总重量指的是所述复合导电剂的总重量。所述电极中的所述复合导电剂的量可为例如约0.1重量份-约10重量份、约0.5重量份-约8重量份、或约1重量份-约5重量份，基于100重量份的所述电极的总重量。所述粘结剂可为适于锂电池的电极的制备的粘结剂。所述粘结剂的实例包括偏氟乙烯/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、聚四氟乙烯(ptfe)、苯乙烯丁二烯橡胶聚合物、聚丙烯酸、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、或其组合。所述溶剂可为n-甲基吡咯烷酮、丙酮、水等。然而，所述溶剂不限于此且可为本领域中可用的任何合适的溶剂。图2b说明根据实施方式的多孔硅复合物。参照图2b，多孔硅复合物310包括包含多孔硅二次颗粒的芯31以及在芯31上形成并且包括第一石墨烯310a的壳32。所述多孔硅二次颗粒包括多个硅复合一次颗粒的聚集体，并且所述多个硅复合一次颗粒的硅复合一次颗粒可包括硅311和设置在硅311上的第二石墨烯310b。由于第二石墨烯310b在所述硅复合一次颗粒的所述硅氧化物的表面上形成壳，并且第一石墨烯310a在硅复合二次颗粒的芯31的表面上形成壳32，因此多孔硅复合物310具有双重芯/壳结构。这样的双重芯/壳结构可防止体积膨胀和电解质溶液的渗透，由此减少或防止在所述电解质溶液和所述电极活性材料之间发生的副反应。低价氧化硅(siox，o<x<2)可进一步设置在硅311上。第二石墨烯310b可位于低价氧化硅(siox，0<x<2)上。尽管图2b中所示的硅311具有鳞片状形状或针状形状，但是硅311也可具有球形颗粒形状。芯31的第二石墨烯310b可具有壳32的第一石墨烯层310a的相同或不同的层。根据实施方式，壳32的第一石墨烯310a可具比芯31的第二石墨烯310b的密度高的密度。根据实施方式，第二石墨烯310b可在所述芯中具有约1个层-约30个层、例如约5个层-约15个层、特别地约10个层，和第一石墨烯310a可在壳32中具有约1个层-约50个层、例如约20个层-约30个层。根据实施方式，具有比芯31的密度高的密度的外层可存在。尽管所述外层的厚度没有限制，但是所述外层可具有例如约20nm-约60nm的厚度。芯31和壳32可进一步包括石墨。在所述多孔硅复合物中，所述芯可具有约3μm-约10μm的直径，且所述壳可具有约10nm-约5,000nm(约0.01μm-约5μm)、例如约10nm-约1,000nm的厚度。所述多孔硅复合物的所述芯的直径对所述壳(碳质包覆膜)的厚度的比可为约1:0.001-约1:1.67、例如1:0.001、1:1.67、1:0.0033、或1:0.5。在所述多孔硅复合物中，所述第一石墨烯和所述第二石墨烯的总量可为约0.1重量份-约2,000重量份、例如约0.1重量份-约300重量份、例如约0.1重量份-约90重量份、特别地约5重量份-约30重量份，基于100重量份的所述硅。当所述第一石墨烯和所述第二石墨烯的总量在以上范围内时，可获得改善的抑制硅的体积膨胀的效果和改善的导电性。在所述复合一次颗粒中，所述第二石墨烯可从低价氧化硅(siox，0<x<2)延伸约10nm或更少、例如约1nm或更少、例如约0.00001nm-约1nm的距离，包括至少一个石墨烯层、例如约1-约30个石墨烯层，具有约0.3nm-约50nm、例如约0.6nm-约50nm、例如约1nm-约30nm的总厚度，并且在相对于硅的长轴的0-90°的角度处定向。在这点上，所述长轴可为y轴。在所述多孔硅复合物中，所述第一石墨烯可从所述低价氧化硅(siox，0<x<2)延伸约1,000nm或更少、例如约500nm或更少、例如约10nm或更少、例如约1nm或更少、例如约0.00001nm-约1nm的距离，包括至少一个石墨烯层、例如约1-约30个石墨烯层，具有约0.6nm-约50nm、例如约1nm-约50nm的总厚度，并且可在相对于硅的长轴的0-90°的角度处定向。位于硅上的所述低价氧化硅(siox，0<x<2)可具有约30μm或更小、例如约10nm的厚度。多孔硅簇可被认作二次颗粒。所述多孔硅二次颗粒的平均颗粒直径d50可为约200nm-约50μm、例如约1μm-约30μm、例如约2μm-约25μm、例如约3μm-约20μm、例如约3μm-约10μm、例如约1μm-约15μm、特别地约7μm-约11μm。所述多孔硅二次颗粒的颗粒直径d10可为约0.001μm-约10μm、例如约0.005μm-约5μm、例如约0.01μm-约1μm。另外，所述多孔硅二次颗粒的颗粒直径d90可为约10μm-约60μm、例如约12μm-约28μm、例如约14μm-约26μm。另外，所述多孔硅二次颗粒可具有约0.1m2/g-约100m2/g、例如约1m2/g-约30m2/g、例如约1m2/g-约10m2/g、例如约1m2/g-约5m2/g的比表面积。另外，所述多孔硅二次颗粒可具有约0.1g/cc-约2.8g/cc、例如约0.1g/cc-约2.57g/cc、例如约0.5g/cc-2g/cc、例如约1.1g/cc-约1.2g/cc、例如约1.18g/cc的密度。所述多孔硅复合物的表面可进一步包括碳质包覆膜。尽管初始效率通过使用所述碳质包覆膜而降低，但是可制备具有改善的寿命特性的锂电池。所述碳质包覆膜包括促进锂的迁移的无定形碳。所述碳质包覆膜可将所述多孔硅复合物的表面区域全部地或部分地覆盖。所述碳质包覆膜的覆盖率可为约10％-约99％、例如约20％-约95％、例如约40％-约90％，基于所述多孔硅复合物的表面积。所述多孔硅复合物的直径对所述碳质包覆膜的厚度的比率为约1:1-约1:50、例如约1:1-约1:40。所述碳质包覆膜可具有约1nm-约5,000nm、例如约10nm-约2,000nm的厚度。所述碳质包覆膜包括碳质材料。在所述碳质包覆膜中，所述无定形碳可包括沥青碳、软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、烧结焦炭、碳纤维、或其组合。所述碳质包覆膜可为无孔连续包覆膜且可具有约1nm-约5000nm的厚度。所述碳质包覆膜可进一步包括结晶碳。所述结晶碳可更有效地缓冲所述多孔硅复合物的体积膨胀。所述结晶碳可包括天然石墨、人造石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管、或其组合。所述碳质包覆膜可具有包括无定形碳和结晶碳的单层结构。所述碳质包覆膜也可具有包括具有无定形碳的第一碳质包覆膜和具有结晶碳的第二碳质包覆膜的双层结构。构成所述多孔硅复合物的硅可具有多种形状例如针状颗粒、球形颗粒、纳米线、纳米带、棒、或其组合。所述硅可具有约10nm-约30μm、例如约20nm-约150nm、例如约40-约100nm的平均颗粒直径。当所述硅为针状颗粒形式时，各针状颗粒可具有约100nm-约160nm、例如约108nm-约125nm的长度、和约10nm-约100nm、例如约20nm-约50nm、特别地40nm的厚度。所述第一石墨烯和所述第二石墨烯各自可为由相互共价键合的多个碳原子形成的多环芳族分子，且共价键合的碳原子构成6元环作为基本重复单元，但所述石墨烯可进一步包括5元和/或7元碳环。结果，所述石墨烯作为共价键合的碳原子(具有sp2键)的单层出现。所述石墨烯可作为单层形成。然而，多个石墨烯层可堆叠以形成多层结构。例如，所述石墨烯可具有1个层-100个层、2个层-100个层、或3个层-50个层。所述第一石墨烯和所述第二石墨烯各自可具有纳米片、层(膜)、或鳞片的结构。术语“纳米片”指的是在硅氧化物上形成的石墨烯的不规则的结构，且术语“层”指的是在硅氧化物上形成的石墨烯的连续的均匀的膜。所述第二石墨烯可将所述硅的表面全部地或部分地覆盖。当所述低价氧化硅位于硅上时，所述第二石墨烯可将所述低价氧化硅的表面全部地或部分地覆盖。例如，在所述硅或低价氧化硅上的所述第二石墨烯的覆盖率可为约10％-约99％、例如约20％-约95％、例如约40％-约90％，基于硅或低价氧化硅的表面积。另外，所述第一石墨烯可将所述多孔硅二次颗粒的表面全部地或部分地覆盖。例如，所述第一石墨烯的覆盖率可为约10％-约99％、例如约20％-约95％、例如约40％-约90％，基于所述多孔硅二次颗粒的表面积。根据实施方式的多孔硅复合物可具有球形形状和例如0.9或更小、例如约0.7-约0.9、例如约0.85-约0.9的球度。所述第一石墨烯和所述第二石墨烯可分别为任何合适的鳞片形式的碳质材料。所述碳质材料的实例包括石墨烯、石墨、碳纤维、石墨碳、石墨烯氧化物、或其组合。在根据实施方式的多孔硅复合物中，石墨烯的尺寸可为约10nm-约100nm。在这点上，尺寸指的是直径、或长轴的长度。在所述多孔硅复合物中，所述第一石墨烯和所述第二石墨烯的量可分别为约0.1重量份-约2,000重量份、例如约0.1重量份-约300重量份、例如约0.1重量份-约90重量份、特别地约5重量份-约30重量份，基于100重量份的硅。当所述第一石墨烯和所述第二石墨烯各自的量在以上范围内时，所述第一石墨烯和所述第二石墨烯可具有改善的关于抑制体积膨胀的效果和改善的导电性。所述第一石墨烯和第二石墨烯可为例如石墨烯鳞片。在根据实施方式的多孔硅二次颗粒中，所述第一石墨烯为石墨烯鳞片的形式，并且所述石墨烯鳞片从所述低价氧化硅(siox，o<x<2)延伸1,000nm或更少、例如500nm或更少、例如10nm或更少、例如1nm或更少、例如约0.00001nm-约1nm的距离，包括至少一个石墨烯层、例如约1个石墨烯层-约30个石墨烯层，具有约0.6nm-约50nm、例如约1nm-约50nm的总厚度，并且在相对于所述硅的长轴(例如，y轴)的0°-90°、例如10°-80°、例如20°-70°的角度处定向。在所述硅复合一次颗粒中，所述第二石墨烯为石墨烯鳞片的形式，并且所述石墨烯鳞片从所述低价氧化硅(siox，0<x<2)延伸约10nm或更少、例如约5nm或更少、例如约3nm或更少、例如约1nm或更少的距离，包括石墨烯层，具有约1,000nm或更小、例如约0.3nm-约1,000nm、例如约0.3nm-约50nm、例如约0.6nm-约50nm、例如约1nm-约30nm的总厚度，并且在相对于所述硅的长轴(例如，y轴)的0°-90°、例如10°-80°、例如20°-70°的角度处定向。在这点上，所述长轴指的是y轴。所述低价氧化硅(siox，0<x<2)可具有约30μm或更小、例如约10μm或更小、例如约1nm-约100nm、例如约10nm的厚度。所述低价氧化硅可将硅的表面全部地或部分地覆盖。所述低价氧化硅的覆盖率可为约10％-约99％、例如约20％-约95％、例如约40％-约90％，基于硅的表面积。根据实施方式的锂电池包括所述电极。所述电极可为负极。所述负极可根据上述方法制备。接着，根据下列过程制备正极。将正极活性材料、导电剂、粘结剂、和溶剂混合以制备正极活性材料组合物。将所述正极活性材料组合物直接涂覆在金属集流体上并且干燥以制备正极板。替代地，可将所述正极活性材料组合物在单独的载体上流延，并且将从所述载体分离的膜层叠在金属集流体上以制备正极板。所述正极活性材料可包括选自如下的至少一种：锂钴氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂铁磷氧化物、和锂锰氧化物。然而，所述正极活性材料不限于此，并且也可使用在本领域中使用的任何合适的正极活性材料。例如，所述正极活性材料可为在本领域中使用的任何合适的含锂的金属氧化物，而没有限制。例如，可使用锂与选自钴、锰、镍、及其任意组合的至少一种复合氧化物，特别地，由下式的任一个表示的化合物：liaa1-bb’bd2(其中0.90≤a≤1和0≤b≤0.5)；liae1-bb’bo2-cdc(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，和0≤c≤0.05)；lie2-bb’bo4-cdc(其中0≤b≤0.5和0≤c≤0.05)；liani1-b-ccobb’cdα(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α≤2)；liani1-b-ccobb’co2-αf’α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；liani1-b-ccobb’co2-αf’2(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；liani1-b-cmnbb’cdα(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α≤2)；liani1-b-cmnbb’co2-αf’α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；liani1-b-cmnbb’co2-αf’2(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；lianibecgdo2(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，和0.001≤d≤0.1)；lianibcocmndgeo2(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，和0.001≤e≤0.1)；lianigbo2(其中0.90≤a≤1和0.001≤b≤0.1)；liacogbo2(其中0.90≤a≤1和0.001≤b≤0.1)；liamngbo2(其中0.90≤a≤1和0.001≤b≤0.1)；liamn2gbo4(其中0.90≤a≤1和0.001≤b≤0.1)；qo2；qs2；liqs2；v2o5；liv2o5；lii’o2；linivo4；li(3-f)j2(po4)3(其中0≤f≤2)；li(3-f)fe2(po4)3(其中0≤f≤2)；和lifepo4。在上式中，a为镍(ni)、钴(co)、锰(mn)、或其任意组合；b’为铝(al)、镍(ni)、钴(co)、锰(mn)、铬(cr)、铁(fe)、镁(mg)、锶(sr)、钒(v)、稀土元素、或其任意组合；d为氧(o)、氟(f)、硫(s)、磷(p)、或其任意组合；e为钴(co)、锰(mn)、或其组合；f’为氟(f)、硫(s)、磷(p)、或其任意组合；g为铝(al)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、镁(mg)、镧(la)、铈(ce)、锶(sr)、钒(v)、或其任意组合；q为钛(ti)、钼(mo)、锰(mn)、或其任意组合；i’为铬(cr)、钒(v)、铁(fe)、钪(sc)、钇(y)、或其任意组合；且j为钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、铜(cu)、或其任意组合。以上列举的化合物可在其表面上具有包覆层。替代地，可使用不具有包覆层的化合物和具有包覆层的化合物的混合物，所述化合物选自以上列举的化合物。所述包覆层可包括包覆元素的化合物，例如包覆元素的氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、碳酸氧盐、或羟基碳酸盐。构成所述包覆层的化合物可为无定形的或结晶的。包含在所述包覆层中的包覆元素的实例可为mg、al、co、k、na、ca、si、ti、v、sn、ge、ga、b、as、zr或其任意混合物。可通过使用所述包覆元素经由不对所述正极活性材料的物理性质造成不利影响的任何方法例如喷涂法和浸渍法在用作所述正极活性材料的化合物上形成所述包覆层。所述方法对于本领域技术人员而言是明晰的，且因此将省略其详细描述。例如，所述正极活性材料可为linio2、licoo2、limnxo2x(其中x＝1或2)、lini1-xmnxo2(其中0<x<1)、lini1-x-ycoxmnyo2(其中0≤x≤0.5和0≤y≤0.5)、lifeo2、v2o5、tis、mos等。所述正极活性材料组合物的导电剂、粘结剂、和溶剂可与所述负极活性材料组合物的那些相同。此外，可向所述正极活性材料组合物和/或所述负极活性材料组合物进一步添加增塑剂以在电极内形成孔。所述正极活性材料、导电剂、粘结剂、和溶剂的量可为与在锂电池中使用的那些相同的水平。根据所述锂电池的用途和结构，可省略所述导电剂、粘结剂、和溶剂的至少一种。随后，制备将插入正极和负极之间的隔板。所述隔板可为在本领域中使用的任何合适的隔板。可使用具有低的对在电解质中的离子的迁移的阻力和优异的电解质保持能力的任何合适的隔板。例如，可使用玻璃纤维、聚酯、特氟隆、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(ptfe)、或其任意组合，其各自可为无纺物或纺织物。例如，包括聚乙烯、聚丙烯等的可卷绕的隔板可用在锂离子电池中，且具有优异的电解质保持能力的隔板可用在锂离子聚合物电池中。例如，所述隔板可根据下列方法制备。将聚合物树脂、填料和溶剂混合以制备隔板组合物。可将所述隔板组合物直接涂覆在电极上并且干燥以形成隔板。替代地，可将所述隔板组合物在载体上流延并且干燥，并且可将从所述载体分离的隔板膜层叠在所述电极上以制备隔板。用于制备所述隔板的聚合物树脂没有特别限制并且可为任何合适的用作用于电极板的粘结剂的材料。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、或其任何合适的混合物。所述隔板可包括陶瓷组分以改善所述隔板作为膜的性能。例如，在所述隔板的制备中，所述隔板可用氧化物涂覆或者可包括陶瓷颗粒。随后，制备电解质。例如，所述电解质可为有机电解质溶液。另外，所述电解质可为固体。例如，所述电解质可为氧化硼、氧氮化锂等。然而，所述电解质不限于此并且也可使用本领域中可用作固体电解质的任何合适的材料。可通过溅射等在所述负极上形成所述固体电解质。例如，可制备所述有机电解质溶液。所述有机电解质溶液可通过将锂盐溶解在有机溶剂中而制备。所述有机溶剂可为本领域中使用的任何合适的有机溶剂。例如，所述有机溶剂可包括碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸氟代亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸甲基异丙基酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、苄腈、乙腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、γ-丁内酯、二氧戊环、4-甲基二氧戊环、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、二氧六环、1,2-二甲氧基乙烷、环丁砜、二氯乙烷、氯苯、硝基苯、一缩二乙二醇、二甲基醚、或其任意混合物。所述锂盐可为在本领域中使用的任何合适的锂盐。例如，所述锂盐可为lipf6、libf4、lisbf6、liasf6、liclo4、licf3so3、li(cf3so2)2n、li(fso2)2n、lic4f9so3、lialo2、lialcl4、lin(cxf2x+1so2)(cyf2y+1so2)(其中x和y为自然数)、licl、lii、或其任意混合物。如图13中所示，锂电池121包括正极123、负极122、和隔板124。可将正极123、负极122和隔板124卷绕或折叠，然后容纳在电池壳125中。然后，可将电池壳125用有机电解质溶液填充并且用帽组件126密封以完成锂电池121的制造。电池壳125可为圆柱型、矩型、或薄膜型。例如，锂电池121可为薄膜型电池。所述锂电池可为锂-离子电池。隔板124可插入正极123和负极122之间以形成电池组件。多个这样的电池组件可以双单元电池结构堆叠并且用有机电解质溶液浸渍。可将所得电池组件置于袋中并且密封以完成锂离子聚合物电池的制造。此外，可将多个这样的电池组件堆叠以形成电池组，所述电池组可用在需要高的容量和高的输出的任何设备例如膝上型电脑、智能手机、和电动车中。所述锂电池由于其改善的高倍率特性和寿命特性而可适于用作用于电动车(ev)的电源。例如，所述锂电池可适于混合动力车例如插电式混合动力电动车(phev)。例如，所述锂电池适于具有快充特性的长寿命的电动车。在下文中，将根据下列实施例和对比例更详细地描述本公开内容。然而，下列实施例仅被提供用于示范本公开内容，且本公开内容的范围不限于此。实施例制备实施例1：多孔硅复合物的制备将25重量份板状和针状的硅与10重量份硬脂酸和65重量份异丙醇混合以制备组合物。将所述组合物喷雾干燥，然后干燥以获得具有约4.5μm的平均颗粒直径的多孔硅二次颗粒。在硅的表面上形成低价氧化硅(siox，0<x<2)膜(具有约0.1nm-约10nm的厚度)。所述喷雾干燥是使用喷雾干燥器(型号：mmsdmicromistspraydryers，fujisakielectric)进行的。在n2气氛下通过调节喷嘴的尺寸和压力以及粉末喷雾气氛的温度(约200℃)而将异丙醇干燥。喷嘴的尺寸控制为约150μm，和喷嘴的压力调节为约0.58mpa。将所述多孔硅二次颗粒装入反应器中。将反应器用氮气吹扫，然后使作为反应气体的ch4和co2的气体混合物(ch4:co2的体积比＝80:20)流入反应器中以形成所述气体的气氛。由所述气体的流动在反应器内产生的压力为1atm。在所述气体的气氛下，使反应器的内部温度升高到1000℃(以约23℃/分钟的速率)，然后在将所述气体连续地供应到反应器中的同时，在所述温度下进行热处理1小时。然后，将所得物保持约3小时。然后，停止所述气体的供应，将反应器冷却至室温(25℃)，并且在反应器中吹扫氮气以获得多孔硅复合物。在这点上，所述多孔硅复合物为簇的形式。在所述多孔硅复合物中，第一石墨烯和第二石墨烯的总量为约25重量份，基于100重量份的所述多孔硅复合物的总重量。制备实施例2：石墨烯-硅石复合物(石墨烯球体)的制备将煅制sio2颗粒(具有约20nm-约30nm的平均颗粒直径)装在反应器中，并且在将ch4在1atm下以约300sccm的速率供应到反应器中的同时以30分钟将反应器的内部温度升高至1000℃。然后，在所述温度下进行热处理7小时。然后，在将反应器用氮气吹扫的同时，将所述反应器的温度调节至室温(20-25℃)以获得石墨烯-硅石复合物。实施例1：负极和全单元电池的制备将根据制备实施例1制备的多孔硅复合物(scn)、人造石墨(cg1，具有11.7μm的颗粒直径和1.4m2/g的比表面积)、作为碳质导电材料的鳞片石墨(sfg6，timcal,ag，具有4μm的颗粒直径和17m2/g的比表面积)、和根据制备实施例2制备的石墨烯-硅石复合物(gb，具有50nm的颗粒直径和200m2/g的比表面积)在混合器中以约1500rpm干混约3分钟以获得混合物。将作为粘结剂的聚乙烯醇和水添加到所述混合物并且在25℃下混合40分钟以获得负极活性材料浆料。所述负极活性材料浆料中的各组分的混合比显示于下表1中。将所述负极活性材料浆料使用刮刀涂覆在铜(cu)箔上以形成具有20μm的厚度的膜。将所述膜在130℃下真空干燥3小时并且辊压以制备负极。使用通过将lini0.6co0.2mn0.2o2、lini0.6co0.2al0.2o2、superp、作为粘结剂的聚偏氟乙烯、和作为溶剂的nmp混合而获得的正极活性材料浆料制备正极。在所述浆料中，lini0.6co0.2mn0.2o2、lini0.6co0.2al0.2o2、superp、和作为粘结剂的聚偏氟乙烯的混合重量比为75.2:18.8:3:3。使用所述负极和所述正极制备全单元电池。将所述正极活性材料浆料使用刮刀涂覆在铝(al)箔上以形成具有40μm的厚度的膜。将所述膜在120℃下真空干燥2小时并且辊压以制备正极。使用聚丙烯膜(celgard3510)作为隔板，并且使用通过在ec、emc、和dmc(以2:4:4的体积比混合)的混合溶剂中溶解1.15mlipf6而制备的电解质。这里，ec为碳酸亚乙酯，emc为碳酸乙甲酯，且dmc为碳酸二甲酯。表1在表1中，所述复合导电剂的量是基于100重量份的所述活性材料和所述导电剂的总重量计算的，且gb的量是基于100重量份的所述复合导电剂的总重量(sfg6+gb的总重量)计算的。实施例2、3、和3a：负极和全单元电池的制备以与实施例1中相同的方式制备全单元电池，除了如下之外：如表1中所显示地改变负极活性材料浆料的组成。对比例1：负极和全单元电池的制备以与实施例1中相同的方式制备全单元电池，除了如下之外：根据下列过程制备负极。将根据制备实施例1制备的多孔硅复合物(scn)、人造石墨(cg1)、作为碳质导电材料的鳞片石墨(sfg6，timcal,ag，具有4μm的颗粒直径)、作为粘结剂的聚乙烯醇(pva)、和水在25℃下混合40分钟以制备负极活性材料浆料。所述负极活性材料浆料中的各组分的混合比显示于下表2中。将所述负极活性材料浆料使用刮刀涂覆在cu箔上以形成具有20μm的厚度的膜。将所述膜在130℃下真空干燥3小时并且辊压以制备负极。表2在表2中，导电剂的量是基于100重量份的所述负极活性材料和所述导电剂的总重量计算的，且gb的量是基于100重量份的所述导电剂的总重量计算的。对比例2：负极和全单元电池的制备以与对比例1中相同的方式制备全单元电池，除了如下之外：如表2中所显示地改变负极活性材料浆料的组成。对比例1a：负极和全单元电池的制备以与对比例1中相同的方式制备全单元电池，除了如下之外：如表2中所显示地改变负极活性材料浆料的组成。实施例4：负极和硬币半单元电池的制备将根据制备实施例1制备的多孔硅复合物(scn)、人造石墨(cg1，具有11.7μm的颗粒直径和1.4m2/g的比表面积)、作为碳质导电材料的鳞片石墨(sfg6，timcal,ag，具有4μm的颗粒直径和17m2/g的比表面积)、和石墨烯-硅石复合物(gb，具有50nm的颗粒直径和100m2/g的比表面积)在混合器中以约1500rpm干混约3分钟以获得混合物。将粘结剂聚乙烯醇和水添加到干混的混合物并且在25℃下混合40分钟以获得负极活性材料浆料。所述负极活性材料浆料中的各组分的混合比如上表1中所示。将所述负极活性材料浆料使用刮刀涂覆在cu箔上以形成具有20μm的厚度的膜。将所述膜在130℃下真空干燥3小时并且辊压以制备负极。使用所述负极和作为对电极的锂金属制备硬币半单元电池。使用聚丙烯膜(celgard3510)作为隔板，并且使用通过在碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、和碳酸氟代亚乙酯(fec)(以5:70:25的体积比混合)的混合溶剂中溶解1.0mlipf6而制备的电解质实施例5和6：负极和硬币半单元电池的制备以与实施例4中相同的方式制备硬币半单元电池，除了如下之外：分别使用根据实施例2和3制备的负极。实施例6a：负极和硬币半单元电池的制备以与实施例4中相同的方式制备硬币半单元电池，除了如下之外：使用根据实施例3a制备的负极。对比例3和4：负极和硬币半单元电池的制备以与实施例4中相同的方式制备硬币半单元电池，除了如下之外：分别使用根据对比例1和2制备的负极。对比例3a：负极和硬币半单元电池的制备以与实施例4中相同的方式制备硬币半单元电池，除了如下之外：使用根据对比例1a制备的负极。评价实施例1：电子显微镜分析通过扫描电子显微镜法(sem)和能量色散光谱法(eds)分析根据实施例1和对比例1制备的全单元电池的负极。使用novananosem450s，(fei)作为扫描电子显微镜。根据实施例1和对比例1的全单元电池的负极的电子显微镜分析结果分别示于图3a和4中。图3a中由箭头表示的区域为其中观察到石墨烯-硅石复合物的区域。如图3a和4中所示，确认，不同于根据对比例1的负极，在根据实施例1的负极中，具有数十纳米的尺寸的石墨烯-硅石复合物的球形颗粒均匀地分散在所述活性材料和所述碳质导电材料周围。评价实施例2：eds面扫描分析对根据实施例1制备的全单元电池的负极进行eds面扫描分析。使用由fei制造的novananosem450seds作为eds面扫描分析的分析仪。根据实施例1的全单元电池的负极的eds分析结果显示于图3b中。如图3b中所示，在多孔硅复合物区域中检测到硅，并且确认所述石墨烯-硅石复合物的硅分散在整个负极中。评价实施例3：硬币全单元电池的充电和放电特性根据下列方法评价分别根据实施例1至3以及对比例1和2制备的硬币全单元电池的充电和放电特性。将充电和放电重复200次循环。充电和放电条件(充电：1.0c/截止：4.2v-0.01c，放电：1.0c/截止：2.5v)将锂电池在25℃下以0.1c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到4.2v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持4.2v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池以0.1c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到2.5v(相对于li)(第1次循环，化成循环)。将已经经历第1次循环的所述锂电池在25℃下以0.2c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到4.2v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持4.2v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池用0.2c的电流倍率放电直至电压达到2.5v(相对于li)(第2次循环)。将已经经历第2次循环的所述锂电池在25℃下以1.0c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到4.2v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持4.2v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池以1.0c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到2.5v(相对于li)(第3次循环)。将该充电/放电循环在相同的条件下重复200次直至第203次循环。在每次充电/放电循环之后使所述锂电池休息10分钟。通过下面的方程1定义所述硬币全单元电池的容量保持率。方程1容量保持率[％]＝[在第203次循环时的放电容量/在第3次循环时的放电容量]×100％充电/放电测试结果的一些示于图10和下表3中。表3如图10和表3中所示，确认，与根据对比例1和2的那些相比，根据实施例1、2、3、和3a制备的硬币全单元电池具有改善的容量保持率。评价实施例4：硬币半单元电池的充电和放电特性根据下列方法评价分别根据实施例4至6以及对比例3、4、和3a制备的硬币半单元电池的充电和放电特性。将锂电池在25℃下以0.1c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持0.01v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池以0.1c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(第1次循环，化成循环)。将已经经历第1次循环的所述锂电池在25℃下以0.1c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)并且以0.1c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(0.1c充电倍率特性评价循环)。将已经经历0.1c充电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以0.2c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)并且以0.2c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(0.2c充电倍率特性评价循环)。将已经经历0.2c充电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以0.5c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)并且以0.2c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(0.5c充电倍率特性评价循环)。将已经经历0.5c充电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以1.0c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)和以0.2c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(1.0c充电倍率特性评价循环)。将已经经历1.0c充电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以2.0c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)和以0.2c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(2.0c充电倍率特性评价循环)。将已经经历2.0c充电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以3.0c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)并且以0.2c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(3.0c充电倍率特性评价循环)。将已经经历第1次循环的锂电池在25℃下以0.2c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持0.01v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池以0.2c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(0.2c放电倍率特性评价循环)将已经经历0.2c放电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以0.2c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持0.01v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池以0.5c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(0.5c放电倍率特性评价循环)。将已经经历0.5c放电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以0.2c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持0.01v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池以1.0c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(1.0c放电倍率特性评价循环)。将已经经历1c放电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以0.2c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持0.01v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池以2.0c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(2.0c放电倍率特性评价循环)。将已经经历1c放电倍率特性评价循环的锂电池在25℃下以0.2c的c-倍率用恒定电流充电直至电压达到0.01v(相对于li)，然后在以恒定电压模式保持0.01v的电压的同时，使充电过程以0.01c的c-倍率截止。随后，将所述锂电池以3.0c的c-倍率用恒定电流放电直至电压达到1.5v(相对于li)(3.0c放电倍率特性评价循环)。在每次充电/放电循环之后使所述锂电池休息10分钟。初始效率由下面的方程2定义。方程2初始效率(％)＝[在第1次循环时的放电容量/在第1次循环时的充电容量]×100％在所述充电和放电测试期间，根据实施例4、对比例3、和对比例4制备的硬币半单元电池的倍率特性显示于图6a至6d中。另外，根据实施例4、5和6a以及对比例3制备的硬币半单元电池的倍率特性显示于图11a、11b、和12中。图11b为具有图11a的虚线的区域的放大图。初始效率显示于下面的表4中。表4实施例初始效率(％)实施例489.7实施例588.6实施例689.9实施例6a87.9对比例389.3对比例488.4对比例3a87.1参照图6a至6d，确认，与根据对比例3和4制备的硬币半单元电池相比，根据实施例4的硬币半单元电池具有改善的充电和放电倍率特性。另外，如表4中所示，与根据对比例4的硬币半单元电池相比，根据实施例4至6和6a的硬币半单元电池具有增加的初始效率。而且，如图11a、11b、和12中所示，与根据对比例3的硬币半单元电池相比，根据实施例4、5和6a的硬币半单元电池具有改善的充电和放电高倍率特性。评价实施例5：在充电和放电之后的sem分析以与在评价实施例3中相同的方式评价分别根据实施例1、对比例1、和对比例2制备的硬币全单元电池的充电和放电特性以在所述充电和放电测试之前以及在进行200次充电和放电循环之后使用扫描电子显微镜观察负极的横截面。图7a和7b分别显示根据实施例1制备的硬币全单元电池的负极在所述充电和放电循环之前以及在重复200次充电和放电循环之后的横截面。图8a和8b分别显示根据对比例1制备的硬币全单元电池的负极在所述充电和放电循环之前以及在重复200次充电和放电循环之后的横截面。图9a和9b分别显示根据对比例2制备的硬币全单元电池的负极在所述充电和放电循环之前以及在重复200次充电和放电循环之后的横截面。确认，与根据对比例1和2的负极相比，根据实施例1的负极在重复200次充电和放电循环之后具有更少的空隙且更少地膨胀。这样的结果表明，通过将石墨烯-硅石复合物添加到根据实施例1的负极，在所述负极的结构组分之间的粘附增加以形成表面到表面导电通道，并且形成导电网络，由此改善粘附强度。结果，在所述负极中空隙减少并且在循环期间防止电短路。如上所述，在充电和放电之后在结构上稳定的包括负极活性材料的根据实施例1的负极可用于制备具有低的膨胀和优异的耐久性的电池。评价实施例6：电解质浸渍时间测量用电解质浸渍根据实施例4和对比例3制备的硬币半单元电池各自所花费的时间。所述电解质是通过在碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、和碳酸氟代亚乙酯(fec)(以5:70:25的体积比混合)的混合溶剂中溶解1.0mlipf6而制备的。结果显示于下表5中。表5实施例电解质浸渍时间实施例450秒对比例31分15秒如表5中所示，根据实施例4的硬币半单元电池呈现出比根据对比例3的硬币半单元电池的电解质浸渍时间少的电解质浸渍时间。因此，确认，根据实施例4的硬币半单元电池具有比对比例3的硬币半单元电池好的电解质浸渍性质和润湿性质。通过使用根据实施方式的电极复合导电剂，锂电池的初始效率、充电和放电倍率特性、以及寿命特性可改善。应理解，本文中描述的实施方式应仅在描述的意义上考虑且不用于限制的目的。在各实施方式中的特征或方面的描述应被认为可用于其它实施方式中的其它类似特征或方面。尽管已经参照附图描述了实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，在不背离如由所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可在其中进行形式和细节方面的多种变化。当前第1页12