TW201721944A - 鋰離子電池組及製備供鋰離子電池使用的陽極的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種供鋰離子電池組使用的矽陽極，其包括具10重量%至90重量%的摻合比率的混合式結合劑。供可再充電鋰離子電池使用的Si陽極中的混合式結合劑的組合展示延長循環壽命的意外結果以及黏著強度與第一循環效率之間的平衡效應。

Description

能量儲存裝置用的具混合結合劑之高容量陰極電極

本發明是關於鋰離子電池組，且更特定言之，是關於製造具混合式結合劑的矽陽極，以改良電池循環壽命、第一循環效率以及黏著強度。

鋰離子（Lithium ion/Li-ion）電池組為自電化學反應產生能量的可再充電電池組的類型。在典型的鋰離子電池組中，電池包含用於正電極（或陰極）的鋰金屬氧化物或鋰金屬磷酸鹽、用於負電極（或陽極）的碳/石墨、用於電解質的有機溶劑中的鋰鹽以及確保電極不接觸的多孔分離器。在可再充電鋰離子電池組中，負電極能夠在高於鋰金屬的鋰化學勢下儲存大量鋰。當對鋰離子電池組充電時，鋰離子自正電極行進至負電極，而在放電時則相反。

近來，矽（Si）已被發現用作鋰離子電池組中的陽極電活性材料，其中矽可以合金、金屬間化合物、氧化物等形式存在。矽類陽極材料能夠與相對大量的鋰合金化。然而，矽在鋰併入於其中時經歷相對大的體積變化。此體積變化在電池組系統中可為不利的，因為體積變化可導致容量損失、循環壽命減小以及對電池組結構的機械損害。

由於矽作為鋰離子電池組系統中的陽極的潛在優點，先前技術已嘗試克服機械損害及膨潤的問題。已使用利用結合劑來緩解與Si陽極相關聯的體積變化。諸如羧甲基纖維素（carboxyl methylcellulose；CMC）及苯乙烯丁二烯橡膠（styrene butadiene rubber；SBR）、聚偏二氟乙烯（polyvinylidene fluoride；PVdF）、聚丙烯酸（polyacrylic acid；PAA）、聚丙烯腈（polyacrylonitrile；PAN）以及海藻酸鹽的結合劑的使用已為有限成功地應用於Si陽極。

本發明克服與矽陽極相關聯的一些困難中的一種方法為提供硬質結合劑。通常與石墨陽極一起在鋰離子電池中使用的結合劑（諸如聚偏二氟乙烯（PVDF））在經過連續充電循環後並不將矽陽極材料內聚地結合在一起，此歸因於矽陽極的相對大的體積變化，如在Loveridge等的WO 2010/130975A1中所描述。因此，習知水性結合劑可與Si一起使用，習知水性結合劑諸如為羧甲基纖維素（CMC）、聚丙烯酸（PAA）以及羧甲基纖維素與苯乙烯丁二烯的複合物（CMC/SBR），其中所述結合劑為硬質的且提供附加強度以幫助抵消Si陽極的體積膨脹問題。因此，矽類陽極中的結合劑影響循環穩定性且影響複合電極的效能。

本文中的發明人已認識到關於以上方法的潛在問題。即，將水性結合劑用於Si陽極可導致優於電池組的初始循環的經改良容量，但其可能遭受不良的黏附。諸如PVDF的非水性結合劑（其可顯示高的強烈黏附性質）的使用已知無法承受與Si陽極相關聯的體積變化。此外，舉例而言，PVDF僅可溶於諸如NMP的有機溶劑中。諸如PAA及CMC的水基結合劑可溶於水中。在此項技術中已知，為了形成恰當黏度的功能性漿料，將PVDF結合劑用於溶劑型系統中，且將PAA及CMC結合劑用於水基系統中。因此，先前方法在挑選水基系統結合劑或非水溶劑型系統結合劑方面可能受限制，此歸因於每一者的不相容可溶性。因而，先前方法可能為了第一循環效率而犧牲黏著強度或反之亦然，且因此可能不能夠在黏著強度、循環穩定性以及第一循環效率之間得到平衡。

由發明人辨識為部分地解決以上問題的一種方法包含製造包括矽的陽極，其中陽極包括具有10重量%至90重量%的摻合比率的混合式結合劑。可將含矽粉末與混合式結合劑混合，以製備銅電流收集器上的薄塗層。可壓縮Si/混合式結合劑層合物以製造陽極。鋰離子電池組合件包含陰極、所製備的陽極、分離器以及電解質溶液。出乎意料地，具有Si/混合式結合劑陽極的電池可提供黏著強度、循環穩定性以及第一循環效率之間的平衡及最佳化。以此方式，混合式結合劑類Si陽極能使先前認為不相容的結合劑（例如水性結合劑與有機溶劑為主的結合劑）之間的特性之間的最佳化。結合劑的比率可經選取以便引起結合劑的正特性，同時減輕組合中的個別結合劑的潛在負特性。

應理解提供以上發明內容而以簡化形式引入對將於實施方式中進一步描述的概念的選擇。其並非意欲識別所主張標的物的關鍵或必需特徵，所主張標的物的範疇唯一地由實施方式之後的申請專利範圍來界定。此外，所主張標的物並不限於解決上文或在本發明的任何部分中所指出的任何缺點的實施。

現將藉由實例且參考上文所列的所說明實施例來描述本發明的態樣。在一或多個實施例中可實質上相同的組份、方法步驟以及其他要素經協同識別且以最小的重複進行描述。然而，應注意協同識別的要素在一定程度上亦可不同。

本申請案是關於鋰離子可再充電電池，其包括能夠間夾且釋放鋰的Si陽極、正電極、分離器以及含水或非水的電解溶液，所述電解溶液由鋰鹽以及至少一種有機溶劑組成。Si陽極可經製造而具有混合式結合劑，如圖2及圖3中所描述，以改良鋰離子電池的循環壽命。混合式結合劑的製造如圖1中所描述能使（例如）水性結合劑與非水性結合劑意外組合。與在Si陽極中使用習知水性結合劑或非水性結合劑相比，在Si陽極中使用混合式結合劑相對於具有水性結合劑的Si陽極可改良黏著強度，如圖4中所說明。將混合式結合劑添加至Si陽極相對於具有非水性結合劑的Si陽極可改良第一循環庫倫效率，如圖5中所說明。混合式結合劑類Si陽極亦可顯示相對於PVDF類Si陽極的容量保持的增大，如圖6中所示。因此，可施加至水性或溶劑型系統的混合式結合劑與Si陽極的獨特組合能使（例如）黏著強度與第一循環效率平衡。本發明考慮到製造混合式結合劑類Si陽極的方法（其與水性結合劑與溶劑型結合劑的先驗知識相反的組合）。結合劑與Si陽極的此意外組合展示延長鋰離子電池的循環特性的意外結果，且展示個別結合劑中的每一者的正面特性的保持，同時減少所述結合劑的負面影響。

轉而參看圖1，提供用於製備與矽陽極一起使用的混合式結合劑的實例方法100。在一個實例中，混合式結合劑可為PVDF與PAA的混合物。在另一實例中，亦可製備PVDF/PAN、PAN/PAA以及PVDF/CMC的混合物作為混合式結合劑。在另一實例中，混合式結合劑可為水系統結合劑（例如水溶性結合劑）與溶劑系統結合劑（例如NMP可溶結合劑）的組合。

在步驟102處，可將結合劑溶解於溶劑中。在一個實例中，PVDF可溶解於諸如NMP的溶劑中。在另一實例中，當使用與水相容的PVDF時，PVDF可溶解於水性溶劑中。在又一實例中，PAA可溶解於諸如水的水基系統中。溶解過程可包含施加熱及/或攪拌。在一個實例中，混合溫度可為室溫（23℃）至60℃，在連續攪拌下施加歷時8至16小時。

在步驟104，可將第二結合劑添加至第一結合劑與溶劑混合物。在一個實例中，PAA被添加至PVDF與NMP的混合物。PVDF與PAA的質量比可在例如0.1:1至9:1的範圍內。在另一實例中，其質量比可為2:1。結合劑的NMP混合物的其他實例包含PVDF/PAN及PAN/PAA。以上摻合物的摻合比率可在約10重量%至90重量%的範圍內（例如PVDF與PAA或混合式結合劑的第一組份與混合式結合劑的第二組份的比率）。在一個實例中，聚合物的組合為摻和，且所述聚合物不交聯。在另一實例中，PVDF可被添加至CMC與水的混合物，或CMC可被添加至PVDF與水的混合物。以此方式，舉例而言，PVDF不限於有機溶劑，且PAA不限於水系統。

在步驟106，可進一步處理結合劑於溶劑中的混合物。舉例而言，第二結合劑的表面可經工程化以促進可溶性。簡單地混合通常不相容的結合劑並不足以產生功能性漿料。混合式結合劑的表面可視溶劑系統而為疏水性或親水性的，舉例來說，混合式結合劑的表面在含水溶劑系統中可為親水性的，且混合式結合劑的表面在非水溶劑系統中可為疏水性的。在一個實例中，可攪拌及/或加熱混合物以溶解第二結合劑。在一個實例中，混合物中的第二結合劑在60℃攪拌下歷時至多8小時溶解。在另一實例中，使用與NMP溶劑系統相容的PAA結合劑。

在步驟108，可將結合劑的混合物冷卻至室溫。

在步驟110，可獲得混合式結合劑。以此方式，傳統的水性結合劑可出乎意料地用於有機溶劑型系統中，且傳統的溶劑型結合劑可出乎意料地用於含水溶劑型系統中。

轉而參看圖2，提供（例如）製造方法100的具混合式結合劑的矽陽極的方法。作為電活性材料供鋰離子電池組使用的矽提供能夠與相對大量的鋰合金化的材料。

在步驟202，可獲得Si電活性材料。在另一實例中，可獲得氧化矽。在又一實例中，矽電活性材料可為奈米粒子或奈米線。在所提供的實例中，Si電活性材料可以Si石墨複合物粉末的形式存在。在其他實例中，Si可以如下形式存在：例如，Si、Si的合金或金屬間化合物、或者Si的氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、磷化物、硒化物、碲化物、銻化物或其混合物。在又一實例中，電活性材料可包含經施加熱之含碳前驅體，並在電活性材料的一次及/或二次粒子上沈積碳。電活性材料的一次及二次粒子可包含其表面上的含碳沈積物。

在步驟204，可產生漿料混合物。漿料是藉由將Si電活性材料和混合式結合劑（諸如方法100中所獲得的混合式結合劑）與非水液體或水性液體混合而產生。混合式結合劑可與Si電活性材料混合。在一個實例中，結合劑可以摻合比率為10重量%至90重量%的PVDF及PAA形式存在。在另一實例中，PVDF與PAA的質量比為2:1。在又一實例中，結合劑可以水性PVDF及CMC形式存在。在又一實例中，結合劑可以基於NMP的PAN及PAA形式存在。舉例而言，混合式結合劑可以陽極電活性材料的2重量%與15重量%之間的重量百分比存在，且可取決於Si含量。此外，在另一實例中，混合式結合劑可以5重量%與12重量%之間的量存在。在另外又一實例中，混合式結合劑可以10重量%存在。在另一實例中，亦可添加導電性添加劑，舉例來說，導電性添加劑可以機械方式與Si電活性材料混合。導電性添加劑可為（但不限於）碳黑、蒸汽生長碳纖維、石墨烯粒子或膨脹石墨。導電性添加劑可以等於或低於5重量%的量存在。在另一實例中，導電性添加劑可不存在。在一個實例中，導電性添加劑可與陽極電活性材料混合。

在步驟206，在銅（Cu）電流收集器上塗佈藉由混合Si電活性材料與混合式結合劑製成的漿料。在電流收集器上乾燥漿料且將其壓縮以在步驟208製造矽陽極。在一個實例中，漿料可塗佈於Cu電流收集器的兩側上。在另一實例中，漿料可塗佈於Cu電流收集器的一側上。

在步驟210處，可將用Si電活性材料及結合劑塗佈的矽陽極組裝至鋰離子電池中。鋰離子電池可包括包含陰極電流收集器的陰極、分離器、電解質以及如上所述製造的矽陽極。鋰離子電池可展示經改良的循環壽命以及黏著強度與第一循環效率的平衡。

製造Si陽極的以下方法200的一個實例可包含Si電化學活性材料、表面塗層以及在2重量%至15重量%的範圍內的混合式結合劑。Si電化學活性材料可由陽極粉末（諸如矽與石墨的複合物，其中矽粉末包括生長於石墨基質上的矽奈米線）製備。陽極粉末可與混合式結合劑組合，其中結合劑可為呈質量比2:1的PVDF與PAA的組合。陽極粉末與混合式結合劑的混合物接著可塗佈至銅電流收集器上，接著進行壓延以製造陽極。在一個實例中，Si陽極可預先鋰化。

因此，方法200提供用以在溶劑型系統或水基系統中製造具混合式結合劑的增強型Si陽極的獨特方法。可瞭解方法100以及方法200可依序進行以避免微凝膠形成，舉例來說，混合式結合劑在其整合至陽極中之前完全形成。

圖3說明示意圖300，其說明用以製造鋰離子電池中的矽陽極的步驟。在另一實例中，可使用碳陽極以替代矽陽極。

獲得諸如關於圖2所描述的矽陽極302。矽陽極302可為製造完成的電極。因此，在一些實例中，應瞭解矽陽極302可不經進一步處理而包含於鋰離子電池中。接著可將矽陽極組裝至鋰離子電池310中，如圖2的方法200中的步驟210中所概述。鋰離子電池可包括陰極304、分離器306以及矽陽極308。此外，藉由陰影方塊指示的電解質312可遍及鋰離子電池而安置。電解質可與兩個電極接觸。

陰極304可在陰極電流收集器上包含陰極活性材料。陰極活性材料可為NCA、Li氧化物（諸如鋰金屬氧化物）、能夠間夾/去間夾鋰離子的材料等中的一者。此外，結合劑可與陰極活性材料混合。

分離器306對用於本申請案的鋰離子電池的分離器的源材料或形態無特定限制。另外，分離器用以分開陽極與陰極以避免其實體接觸。較佳分離器具有高離子滲透性、低電阻、相對於電解溶液的極佳穩定性以及極佳的液體保持性質。分離器的實例材料可選自由聚烯烴（諸如聚乙烯以及聚丙烯）製成的不織布纖維或多孔膜，或者經陶瓷塗佈的材料。

電解質312可包括Li鹽、有機溶劑（諸如有機碳酸鹽）以及添加劑。電解質遍及鋰離子電池存在且與陽極、陰極以及分離器實體接觸。鋰鹽的莫耳濃度可在0.5 mol/l與2.0 mol/l之間。鋰鹽可選自由以下各者組成之群組：LiClO₄ 、LiPF₆ 、LiBF₄ 、LiCF₃ SO₃ 、LiN(CF₃ SO₂ )₂ 、LiN(CF₃ CF₂ SO₂ )₂ 、LiN(CF₃ SO₂ )(C₄ F₉ SO₂ )、LiBOB、LiTFSi以及LiC(CF₃ SO₂ )₃ 。此外，電解質可包括非質子性溶劑。舉例而言，溶劑可包括以下各者中的至少一者：碳酸伸乙酯；碳酸伸丙酯；碳酸丁烯酯；碳酸二甲酯；碳酸二乙酯；以及碳酸乙基甲基酯；γ-戊內酯；乙酸甲酯；丙酸甲酯；四氫呋喃；2-甲基四氫呋喃；四氫哌喃；二甲氧基乙烷；二甲氧甲烷；磷酸乙烯甲基酯；磷酸乙基乙烯酯；磷酸三甲基酯；磷酸三乙酯；其鹵化物；碳酸乙烯基伸乙酯及氟代碳酸乙烯酯；聚(乙二醇)；二丙烯酸酯，以及其組合。

因此，可製造包括矽陽極、陰極、分離器以及電解質的鋰離子電池。在一個實例中，鋰離子電池可製造為稜柱電池。在另一實例中，鋰離子電池可為袋式電池。鋰離子電池可用於可再充電電池組中，以提供經改良循環壽命效能的意外結果及黏著強度與第一循環效率的平衡，此歸因於混合式結合劑與Si陽極的意外組合。

轉而參看圖4，說明了圖表400，其展示PVDF對習知水性結合劑CMC及PAA以及對PVDF與PAA的混合式結合劑的黏著強度。質量比2:1的PVDF與PAA的混合結合劑顯現14.8 g/in的黏著強度，其為CMC類樣本的黏著強度的大致2倍，且為PAA類樣本的黏著強度的大致4倍。在一個實例中，具混合結合劑的Si陽極顯現為PVDF類Si陽極的黏著強度的至少70%的黏著強度。因而，與PAA及CMC類結合劑的Si陽極相比，黏著強度的顯著增大顯現於混合式結合劑Si陽極中。在另一實例中，與PVDF結合劑的黏著性相比，具混合結合劑的Si陽極顯現至多約32%的黏著性減小。如下文圖5中所論述，與PVDF類陽極的第一循環效率相比，混合結合劑陽極顯示顯著地更大的第一循環效率。

轉而參看圖5，說明了圖表500，其展示具各種結合劑的Si陽極的第一循環庫倫效率。如圖5中所示，相比PVDF類Si陽極，組裝具有PVDF與PAA的混合式結合劑的電池的第一循環效率可經顯著地改良。對於相同的Si陽極，在具有混合結合劑的情況下觀察到第一循環壽命效率的約13.6%的增大，從而導致當與PVDF類Si陽極電池相比較時更大的電池容量及能量。此表示就每單位量測的電池能量密度而言的顯著的增益，其為高能量可再充電電池組的關鍵屬性。以此方式，混合結合劑陽極顯現黏著強度與第一循環效率之間的平衡。

圖6說明經塗佈各種結合劑的實例矽陽極電極的循環壽命的曲線圖600。電極經建置至單層袋式電池中且對循環壽命進行測試以比較效能。線602及線604表示在不同條件下進行測試的PVDF/PAA袋式電池，線606及線608表示在不同條件下經處理的PVDF袋式電池，其中袋式電池在室溫下、在3.0 V與4.3 V之間且在100%放電深度（depth of discharge；DOD）下進行C/2充電及放電測試。在達到75%保持之前，與PVDF的容量保持相比，具混合結合劑的電池顯示多了大致4%的容量保持。因此，在67%保持之前，具混合式結合劑的電池出乎意料地顯示較佳循環壽命。

現在轉向圖7，以圖表700來說明，所述圖表展示PAA類及PVdF+PAA類Si結合劑的第一循環容量比較。如圖表700所說明，PAA類Si陽極展示針對第一充電容量（first charge capacity；FCC）100%及針對第一放電容量（first discharge capacity；FDC）100%的正規化容量百分比。在重複的實例中，混合式結合劑PVdF+PAA類Si陽極展示顯著較高的容量，其中針對FCC的正規化容量增加且針對FDC的容量增加，同時維持大致相同的效率。具體言之，將半電池線圈電池資料用於1900 mAh/g粉末，發現混合式PVDF+PAA類Si陽極結合劑具有基於目標FCC/FDC的顯著較高容量，同時維持大致84%至85%的循環效率。

PVDF結合劑（其用以牢固第’黏著）及PAA結合劑（其提供增加的第一循環效率）的靈活性及固有彈性的組合提供在用於高能量密度可再充電電池中所使用的Si/混合式結合劑陽極中見到的意外性質。因此，與Si陽極活性材料組合的混合式結合劑提供具靈活結合劑組合的陽極，當陽極在電池的初始循環期間膨脹及收縮從而引起初始容量減小時，所述陽極可允許初始粉碎。兩種先前不相容的結合劑的組合提供協同效應，其較好地實現黏著強度與第一循環效率之間的平衡，且亦展示增加的循環壽命的意外結果。

如上所述，揭露一種鋰離子電池組。所述鋰離子電池組包含：陰極，其包含陰極電流收集器及安置於所述陰極電流收集器的一側或兩側上的電活性陰極材料；陽極，其包括陽極電流收集器及安置於所述陽極電流收集器的一側或兩側上的矽電活性陽極材料，其中所述矽電活性陽極材料包含混合式結合劑，所述混合式結合劑包含水基結合劑及非水基結合劑的混合物，所述混合式結合劑包括10重量%至90重量%的摻合比率；處於所述陰極與所述陽極之間的分離器；以及與所述陰極、所述陽極以及所述分離器接觸的電解質。

此外，揭露一種製備供鋰離子使用的陽極的方法。所述方法包含：接收負電極活性材料，其中所述負電極活性材料為矽與石墨的粉末複合物；以0.1:1至9:1的質量比範圍組合所述負電極活性材料與混合式結合劑，以形成混合物，所述混合式結合劑為非水結合劑與含水結合劑的組合；將所述混合物塗佈於銅電流收集器上以形成層合物；以及壓縮所述層合物以得到陽極。

以此方式，使用Si陽極製成鋰離子電池，其中陽極包括矽電活性材料及混合式結合劑，諸如PVDF/PAA、PVDF/CMC、PVDF/PAN或PAN/PAA。針對使用混合式結合劑的揭露方法允許（例如）將PAA用於溶劑型系統中，或將PVDF用於水性系統中。以此方式，結合劑可不再限於特定溶劑。結合劑的意外組合允許摻合先前不可溶的結合劑，以便最佳化個別結合劑的特性，以更好地承受Si陽極的體積變化，同時亦更好地實現黏著。

最後，應理解上文所述的物品、系統以及方法為本發明非限制性實例的實施例，其中亦涵蓋許多變化及擴展。因此，本發明包含本文所揭露的物品、系統以及方法的所有新穎以及非顯而易見的組合及子組合以及其任何及所有等效物。

100、200‧‧‧方法
102、104、106、108、110、202、204、206、208、210‧‧‧步驟
300‧‧‧示意圖
302‧‧‧矽陽極
304‧‧‧陰極
306‧‧‧分離器
308‧‧‧矽陽極
310‧‧‧鋰離子電池
312‧‧‧電解質
400、500、700‧‧‧圖表
600‧‧‧曲線圖
602、604、606、608‧‧‧線

圖1說明製造與Si陽極一起使用的混合式結合劑的實例方法流程圖。 圖2說明製造具混合式結合劑的Si陽極以提供黏著強度與第一循環效率之間的意外平衡的實例方法流程圖。 圖3示意地說明包括具混合式結合劑的Si陽極的鋰離子電池的實例。 圖4說明各種結合劑（包含PVDF與PAA的混合式結合劑）的黏著強度的實例圖表。 圖5說明PVDF、PAA、PVDF/PAA、CMC以及PAN類Si陽極的第一循環庫倫效率的實例圖表。 圖6說明PVDF及PVDF/PAA類Si陽極的鋰離子單層袋式電池的循環壽命。 圖7說明PAA及PVdF+PAA類Si陽極的半電池硬幣型電池的第一循環容量比較。

300‧‧‧示意圖

302‧‧‧矽陽極

304‧‧‧陰極

306‧‧‧分離器

308‧‧‧矽陽極

310‧‧‧鋰離子電池

312‧‧‧電解質

Claims (20)

1. 一種鋰離子電池組，其包括： 陰極，其包括陰極電流收集器以及安置於所述陰極電流收集器的一側或兩側上的電活性陰極材料； 陽極，其包括陽極電流收集器以及安置於所述陽極電流收集器的一側或兩側上的矽電活性陽極材料，其中所述矽電活性陽極材料包含混合式結合劑，所述混合式結合劑包含水基結合劑以及非水基結合劑的混合物，所述混合式結合劑包括10重量%至90重量%的摻合比率； 位於所述陰極與所述陽極之間的分離器；以及 與所述陰極、所述陽極以及所述分離器接觸的電解質。
2. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述水基結合劑包括羧甲基纖維素（CMC）、羧甲基纖維素與苯乙烯丁二烯的複合物（CMC/SBR）或聚丙烯酸（PAA）。
3. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述非水基結合劑包括聚偏二氟乙烯（PVDF）或聚丙烯腈（PAN）。
4. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述混合式結合劑為聚偏二氟乙烯與聚丙烯酸的組合。
5. 如申請專利範圍第4項所述的鋰離子電池組，其中所述聚偏二氟乙烯與所述聚丙烯酸的質量比為2:1。
6. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述混合式結合劑的表面視溶劑系統而為疏水性或親水性的。
7. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述陽極電流收集器為銅。
8. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述混合式結合劑以小於15重量%的重量百分比存在。
9. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述混合式結合劑以10重量%存在。
10. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述矽電活性陽極材料更包含碳類導電性添加劑。
11. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述混合式結合劑為聚偏二氟乙烯與羧甲基纖維素在水性系統中的組合。
12. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子電池組，其中所述混合式結合劑為聚丙烯腈與聚丙烯酸在NMP類系統中的組合。
13. 一種製備供鋰離子電池使用的陽極的方法，其包括： 接收負電極活性材料，其中所述負電極活性材料為矽與石墨的粉末複合物； 以0.1:1至9:1的質量比的範圍組合所述負電極活性材料與混合式結合劑以形成混合物，其中所述混合式結合劑為非水結合劑與含水結合劑的組合； 將所述混合物塗佈於銅電流收集器上以形成層合物；以及 壓縮所述層合物以得到陽極。
14. 如申請專利範圍第13項所述的製備供鋰離子電池使用的陽極的方法，其中所述混合式結合劑以10重量%存在。
15. 如申請專利範圍第13項所述的製備供鋰離子電池使用的陽極的方法，其中所述質量比為2:1。
16. 如申請專利範圍第13項所述的製備供鋰離子電池使用的陽極的方法，其中所述混合式結合劑的表面視溶劑系統而為親水性或疏水性的。
17. 如申請專利範圍第13項所述的製備供鋰離子電池使用的陽極的方法，其中所述非水結合劑為聚偏二氟乙烯且所述含水結合劑為聚丙烯酸。
18. 如申請專利範圍第17項所述的製備供鋰離子電池使用的陽極的方法，其中在23℃至60℃的溫度的攪拌下將所述聚丙烯酸添加至所述聚偏二氟乙烯歷時8至16小時。
19. 如申請專利範圍第18項所述的製備供鋰離子電池使用的陽極的方法，其中所述聚偏二氟乙烯及所述聚丙烯酸在NMP溶劑中組合。
20. 如申請專利範圍第13項所述的製備供鋰離子電池使用的陽極的方法，其中所述混合式結合劑存在於含水溶劑或有機溶劑中。