TWI549337B - Preparation of Negative Material Composition for Lithium Ion Batteries method - Google Patents

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Description

適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備 方法
本發明是有關於一種電池的負極材料組成物的製備方法，特別是指一種適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法。
鋰電池已大量應用於筆記型電腦、行動電話、數位相機、攝影機、PDA、藍牙耳機和無線3C用品等。市面上已經商業化的二次鋰離子電池而言，大多採用碳質材料作為負極，例如：中間相碳微球(Mesocarbon Microbeads，簡稱MCMB，克電容量為310mAh/g)或人工石墨(克電容量為350mAh/g)。然而，以碳為主體的負極材料已經達到理論電容量372mAh/g的瓶頸，無法符合對於高功率以及高能量密度鋰電池的需求。
相較於石墨材料，矽質材料擁有相當大的理論比電容量(3800mAh/g)，較石墨材料(372mAh/g)要高出約一個數量級，因此被作為一種新興二次鋰離子電池負極材料。然而，在鋰電池的充放電過程中，會因為鋰離子反覆地嵌入及嵌出矽質負極材料，而使矽質負極材料發生膨脹及收縮，其體積膨脹率可高達400%，充放電後會導致矽質 負極材料崩裂，使得內部阻抗增加，而降低鋰電池的使用壽命。
目前矽質負極材料3作法是將石墨31加入一溶劑及黏結劑32的混合溶液中，再加入顆粒狀矽粉33及導電碳粉34等材料，使黏結劑32將石墨31、顆粒狀矽粉33及導電碳粉34黏結而形成如圖2所示的適用於鋰離子電池負極的矽質負極材料3。如此形成的負極材料3中的該等顆粒狀矽粉33會團聚而無法與導電碳粉34結合形成具導電性的含矽複合顆粒，因此該等顆粒狀矽粉33將因不具導電性而不能吸引鋰離子靠近及附著於矽粉33上。當實際使用該矽質負極材料3作為鋰離子電池負極時，顆粒狀矽粉33因鋰離子嵌入而往四面八方膨脹，於是導致該矽質負極材料3崩裂，大幅縮短該鋰離子電池的使用壽命。
因此，找尋一種使用壽命長、不易崩裂且製作簡易的鋰離子負極材料，仍是目前急欲解決的問題。
因此，本發明之目的，即在提供一種適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法。
於是本發明適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，包含：(a)準備步驟：將一第一黏結劑溶於一溶劑中，形成一第一黏結劑溶液；(b)含有矽碳之導電複合顆粒的形成步驟：將一含矽材料及一導電碳粉加入該第一黏結劑溶液中，攪拌均勻而形成一含有矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料；及(c)負極材料組成物的形成步驟：使 該矽碳之導電複合顆粒均勻分散於該含有矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料中之後，將一石墨粉末加入該含有矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料中，攪拌均勻而形成一含有矽碳及石墨之導電複合顆粒的負極材料組成物。
本發明之功效在於：該方法透過前述特定的添加順序，使該含矽材料先與導電碳粉首先形成矽碳之導電複合顆粒，再加入石墨粉末，使該含矽材料具有導電性(因此而可吸引鋰離子靠近及附著)且不彼此團聚，在鋰離子電池負極材料在反覆充電-放電的過程中，所製得的負極材料組成物可以避免因鋰離子嵌入而往四面八方膨脹所引起的形變效果及負極崩裂，進而延長該負極材料的使用壽命。
11‧‧‧準備步驟
12‧‧‧含有矽碳之導電複合顆粒的形成步驟
13‧‧‧負極材料組成物的形成步驟
2‧‧‧負極材料組成物
21‧‧‧第一黏結劑
22‧‧‧含矽材料
221‧‧‧矽片
222‧‧‧應力緩衝顆粒
223‧‧‧第二黏著劑
224‧‧‧含矽外殼
23‧‧‧導電碳粉
24‧‧‧石墨粉末
3‧‧‧矽質負極材料
31‧‧‧石墨
32‧‧‧黏結劑
33‧‧‧顆粒狀矽粉
34‧‧‧導電碳粉
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一流程圖，說明本發明適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法；圖2是一示意圖，說明現有技術製得的的矽質負極材料；圖3是一示意圖，說明本發明製備方法製得的鋰離子電池的負極材料組成物；圖4是一示意圖，說明本發明製備方法製得的鋰離子電池的負極材料組成物；圖5是一SEM圖，說明實施例1應力緩衝含矽複合顆粒所包含的矽片； 圖6是一SEM圖，說明實施例2應力緩衝含矽複合顆粒所包含的矽片；圖7是一SEM圖，說明實施例1負極材料的表面狀態；圖8是一SEM圖，說明比較例1負極材料的表面狀態；圖9是一電容量-電位關係圖，說明實施例1經三次充放電循環測試後的結果；圖10是一電容量-電位關係圖，說明實施例2經三次充放電循環測試後的結果；圖11是一電容量-電位關係圖，說明比較例1經三次充放電循環測試後的結果；圖12是一電容量-電位關係圖，說明比較例2經多次充放電循環測試後的結果；及圖13是一充電放電循環次數-最終電容量關係圖，說明實施例1經充電放電循環測試的結果。
如圖1所示，本發明適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，包含：(a)準備步驟11：將一第一黏結劑溶於一溶劑中，形成一第一黏結劑溶液；(b)含有矽碳之導電複合顆粒的形成步驟12：將一含矽材料及一導電碳粉加入該第一黏結劑溶液中，攪拌均勻而形成一含有矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料；及(c)負極材料組成物的形成步驟13：使該矽碳之導電複合顆粒均勻分散於該含有 矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料中之後，將一石墨粉末加入該含有矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料中，攪拌均勻而形成一含有矽碳及石墨之導電複合顆粒的負極材料組成物。
該步驟(b)中，該導電碳粉與該含矽材料的添加順序並沒有特別限制，可以同時添加或依序加入，只要能使該含矽材料在與該石墨粉末接觸前，先與該導電碳粉混合即可，如此能夠使該含矽材料具有導電性且均勻分散，使所製得的負極材料組成物於實際使用時，能夠吸引鋰離子靠近及附著於其上，且能分散該含矽材料於充電-放電過程中體積膨脹所造成的應力變化，避免負極形變進而導致崩裂。較佳地，該步驟(b)是先將該含矽材料加入該第一黏結劑溶液中，在該含矽材料於該第一黏結劑溶液中均勻分散後，再加入該導電碳粉。
該第一黏著劑溶液有助於分散步驟(b)加入的該含矽料及該導電碳粉。較佳地，該第一黏結劑劑是至少一種選自於由下列所構成群組的化合物：羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose，簡稱CMC)、苯乙烯-丁二烯橡膠(styrene butadiene rubber，簡稱SBR)，聚氟化二乙烯(Polyvinylidene fluoride，簡稱PVDF)、聚偏氯乙烯(polyvinylidine chloride)、聚氟亞乙烯(polyfluoro vinylidene)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、澱粉、羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose)、再生纖維素(regenerated cellulose)、聚乙烯基吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)、四 氟乙烯(tetrafluoroethylene)、聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、乙烯-丙烯-二烯聚合物(ethylene-propylene-diene polymer，簡稱EPDM)、磺化乙烯-丙烯-二烯聚合物、氟橡膠(fluorine rubber)，及前述之組合。其中苯乙烯-丁二烯橡膠等是具有親水性基團，聚氟化二乙烯等是具有親油性基團。更佳地，該第一黏結劑是至少一種選自於苯乙烯-丁二烯橡膠或羧甲基纖維素，及前述之組合。
較佳地，該第一黏結劑是羧甲基纖維素，且該溶劑是水。
較佳地，該含矽材料是具有多數個矽片，該等矽片具有一長度及一厚度，該厚度的範圍為20至300nm，且該長度與該厚度的比例範圍為2：1至2000：1。相對於傳統使用的顆粒狀矽粉，由於該等矽片具有較薄的厚度，可以避免鋰離子電池負極材料在反覆充放電的過程中因含矽材料朝四面八方膨脹引起的形變效果所導致負極崩裂。
例如，如果直接使用一直徑為1μm的顆粒狀矽粉做為含矽材料，鋰電池充電時，顆粒狀矽粉的直徑會由1μm膨脹至4μm，顆粒狀矽粉往四面八方膨脹，相互推擠、擠壓，造成負極崩裂，使該鋰電池的電量下降。
為了避免上述問題發生，本案所用的含矽材料是將矽錠以線鋸切割成多個厚度為20至300nm的不規則長條狀矽片。假設該矽片的厚度為50nm，當鋰電池充電時，該矽片的厚度由50nm膨脹至200nm，且各矽片的直徑略有 不同，彼此推擠時可以互相卡合調整，因此不會因為過度的應力變化引起負極崩裂；此外，相較於等體積的顆粒狀矽粉，矽片具有更大的表面積及可以彼此層層交錯相疊的幾何結構而可以在充電-放電的過程中使更多的鋰離子嵌入/嵌出，且矽片的上表面及下表面的平面結構更有利於鋰離子堆疊。
更佳地，每一矽片的厚度範圍為50至100nm，且該長度與該厚度的比例範圍為10：1至2000：1。
較佳地，該石墨粉末的粒徑範圍為5至10μm。
較佳地，該製備方法所製得的負極材料組成物是如圖3所示。該負極材料組成物2，包含一第一黏著劑21、一含矽材料22、多數個導電碳粉23，及多數個石墨粉末24。該含矽材料22具有多數分散於該等石墨粉末之間的矽片221，該等矽片221及該等導電碳粉23是分散於該等石墨粉末24之間，且藉由該第一黏著劑21彼此黏結。
較佳地，該製備方法還包含一步驟(d)，是將一經稀釋的第三黏結劑溶液加入該含有矽碳及石墨之導電複合顆粒的混合物漿料中，並攪拌均勻。其中，添加該第三黏結劑溶液的目的在於調整該負極材料組成物的黏度。
較佳地，該第三黏結劑是至少一種選自於由下列所構成群組的化合物：聚氟化二乙烯、聚偏氯乙烯、聚氟亞乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、澱粉、羥丙基纖維素、再生纖維素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯聚合物、磺化乙烯-丙烯-二烯聚 合物、苯乙烯-丁二烯橡膠、氟橡膠，及前述之組合。其中苯乙烯-丁二烯橡膠等是具有親水性基團，聚氟化二乙烯等是具有親油性基團。更佳地，該第三黏結劑是與該第一黏結劑相同。
較佳地，以該導電碳粉、該含矽材料及該石墨粉末的總重為100重量份計，該第一黏結劑的用量範圍為3至100重量份。
較佳地，以該導電碳粉、該含矽材料及該石墨粉末的總重為100wt%計，該含矽材料的含量範圍為0.5至90wt%，該石墨粉末及該導電碳粉的含量範圍為99.5至10wt%。
較佳地，如圖4所示，該含矽材料22包括多數個應力緩衝含矽複合顆粒，每一應力緩衝含矽複合顆粒包括：一應力緩衝顆粒222，具有一大於100GPa的楊氏模數；一第二黏結劑223；及一含矽外殼224，包覆該應力緩衝顆粒222且藉由該第二黏結劑223黏結於該應力緩衝顆粒222；該含矽外殼224具有多數個藉由該第二黏結劑223黏合的矽片221且具有一由該等矽片221不規則地穿插交疊而成類巢狀的圍繞結構。該等矽片具有一長度及一厚度，該厚度的範圍為20至300nm，且該長度與該厚度的比例範圍為2：1至2000：1。其中，該第二黏結劑的種類及變化態樣是與該第三黏結劑相同，在此不再贅述。更佳地，該第二黏結劑的種類與該第三黏結劑相同。
較佳地，該等應力緩衝顆粒的材料是至少一種 選自於由下列所構成群組的化合物：碳化矽(SiC)、氮化矽(Si3N4)、氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、碳化鎢(WC)、氮化鋁(AlN)、鎵、鍺、硼、錫、銦，及前述之組合。更佳地，該該等應力緩衝顆粒的材料是碳化矽。
較佳地，以該應力緩衝含矽複合顆粒總重為100wt%計，該應力緩衝顆粒的含量範圍為0.5至90wt%，該第二黏結劑的含量範圍為0.5至20wt%，及該含矽外殼的含量範圍為1至75wt%。更佳地，以該應力緩衝含矽複合顆粒的總重為100wt%計，該應力緩衝顆粒的含量範圍為15至80wt%，該第二黏結劑的含量範圍為1至15wt%，及該含矽外殼的含量範圍為10至70wt%。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
<實施例1至2及比較例1>
[製備適用於鋰離子電池的負極材料組成物]
[實施例1]
將苯乙烯-丁二烯橡膠(作為第二黏結劑)溶於水中，形成一第二黏結劑溶液。將矽片(將矽錠以線鋸處理後，成為厚度為100至300nm、長度為100至10,000nm的矽片，該矽片之SEM照片是如圖5所示)加入該第二黏結劑溶液中，攪拌至完全均勻分散後，形成一第一混合物漿料。
在矽片均勻分散於該第一混合物漿料中之後，將碳化矽(作為應力緩衝顆粒，具有粒徑12μm及楊氏模數450GPa) 加入該第一混合物漿料，攪拌至完全均勻後，使得該等應力緩衝顆粒均勻分散於該第一混合物漿料中且吸附鄰近的矽片而形成一第二混合物漿料，其中，將該第二混合物漿料中具有多數個應力緩衝含矽複合顆粒。
將羧甲基纖維素(作為第一黏結劑)溶於水，以1000rpm攪拌1小時後形成一羧甲基纖維素溶液。加入導電碳粉於該羧甲基纖維素溶液，以4000rpm攪拌30分鐘至該導電碳粉均勻分散後，加入該第二混合物漿料，以4000rpm攪拌30分鐘至該第二混合物漿料中的應力緩衝含矽複合顆粒均勻分散後，再加入石墨粉末(粒徑18μm)，以4000rpm攪拌30分鐘後，製得一負極材料組成物漿料。
取一圓片形之銅箔基板(面積1.33cm2)，利用研磨處理除去該銅箔基板表面的氧化物與有機污染物，並提升表面平整度，再置入以丙酮與乙醇溶液中以超音波震盪方式清潔基板上之油膜等污染物，隨即將該含有該負極材料組成物漿料以攪拌器均勻攪拌後，取約3mg以刮刀塗佈於該基板，進行乾燥至溶劑移除後，接著進行熱壓使試片更加緻密，製得該實施例1之負極材料。
實施例1之負極材料組成物的配方組成及比例詳細記載於表1。
[實施例2]
包含實施例2負極材料組成物的負極材料的製備方法是與實施例1大致相同，唯一不同處在於所添加的矽片具有厚度為50至100nm及長度為100至10,000nm(矽片之 SEM照片是如圖6所示)。
實施例2之含有該應力緩衝含矽複合顆粒的負極材料的配方組成及比例詳細記載於表1。
[比較例1]
將苯乙烯-丁二烯橡膠(作為第一黏結劑)溶於水中，形成一黏結劑溶液。將石墨粉末(粒徑18μm)及導電碳粉加入該黏結劑溶液中，以攪拌至完全均勻後，形成一第一混合物漿料，再將顆粒狀矽粉(粒徑為1μm)加入該混合物漿料，攪拌至完全均勻後，使得該等矽粉均勻分散於該第一混合物漿料中且形成比較例1之含有多數個矽粉的負極組成物漿料。
取一圓片形之銅箔基板(面積1.33cm2)，利用研磨處理除去該銅箔基板上的氧化物與有機污染物，並提升表面平整度，再置入以丙酮與乙醇溶液中以超音波震盪方式清潔基板上之油膜等污染物，隨即將該含有多數個矽粉的負極組成物漿料，以攪拌器均勻攪拌後，取約3mg以刮刀塗佈於該基板，進行乾燥至溶劑移除後，接著進行熱壓使試片更加緻密，製得該比較例1之負極材料。
比較例1負極組成物的配方組成及比例詳細記載於表1。
[比較例2]
將苯乙烯-丁二烯橡膠(作為第一黏結劑)溶於水中，形成一黏結劑溶液。將碳化矽(作為應力緩衝顆粒，具有粒徑12μm及楊氏模數450GPa)、石墨粉末(粒徑18μm)及導電 碳粉加入該第一黏結劑溶液中，以攪拌至完全均勻後，形成一第一混合物漿料，再將矽片(厚度為100至300nm，長度為100至10000nm)加入該混合物漿料，攪拌至完全均勻後，使得該等矽片均勻分散於該第一混合物漿料中且形成比較例2之含有多數個矽片的負極漿料。
取一圓片形之銅箔基板(面積1.33cm2)，利用研磨處理除去該銅箔基板上的氧化物與有機污染物，並提升表面平整度，再置入以丙酮與乙醇溶液中以超音波震盪方式清潔基板上之油膜等污染物，隨即將該含有多數個矽片的負極漿料，以攪拌器均勻攪拌後，取約3mg以刮刀塗佈於該基板，進行乾燥至溶劑移除後，接著進行熱壓使試片更加緻密，製得該比較例2之負極材料。
比較例2之負極材料的配方組成及比例詳細記載於表1。
註、「-」表示未添加或不含有。
[鋰離子電池的製作方式]
以鋰金屬為相對電極，導電碳為助導劑，羧甲基纖維素及苯乙烯-丁二烯橡膠為黏結劑，將負極材料組成物粉體以黏結劑黏結於銅金屬薄片製得一負極材料。取前述實施例或比較例所製備的負極材料與正極材料、聚丙烯(polypropylene，簡稱PP)隔離膜，及以LiPF6為溶質之電解液，配合CR2032組件，以常規製法製成鈕扣型電池。
<性質測試>
[充電放電循環測試]
於25℃下，充電放電範圍為0至1.5V，形成充電-放電電流為0.1C。將比較例1及實施例1經循環充電-放電測試的電極表面以SEM(供應商：Hitachi，型號：4800)記錄，並繪製實施例1及2及比較例1之三次充電放電循環的電容-電量關係圖，以及實施例1及2的充電放電循環次數-最終電容量關係圖。
首先，如圖8所示，比較例1經3次充電放電循環後，負極表面出現裂痕，顯示充電後矽粉膨脹，放電後又收縮會導致負極材料崩裂。如圖7所示，實施例1之負極材料經250次充電放電循環後，負極材料表面沒有裂痕出現，結構維持完整，顯示充電放電所引起的均勻分散的矽片膨脹及收縮不會導致該負極材料崩裂，證明以本發明製備方法製得的負極材料組成物經反覆充電放電後，負極材料的結構維持完整。
在圖9、10及11中，cc表示充電，dc表示放 電。如圖11所示，雖然比較例1之第一次充電量為220mAh/g，但第二次充電放電循環直接由約220mAh/g降低至約50mAh/g，僅一次充電-放電循環電量就大幅衰減，甚至最終電量比石墨負極(約350mAh/g)還要差。推測是因為該負極材料中該等顆粒狀矽粉充電後往四面八方膨脹為原體積的400%，會產生較該等矽片更大幅的體積差異，彼此相互推擠、擠壓，造成負極崩裂，而導致該電極崩裂，電池的電量下降。
如圖12所示，相較於現有石墨負極之容電量325mAh/g，雖然比較例2之第一次充電量為370mAh/g，且第二次充電放電循環的充電量仍維持約320mAh/g，但第三至九次之後大幅降低為約160至210mAh/g。比較例2僅三次充電-放電循環後電量就大幅衰減，最終電量明顯低於石墨負極，推測是因為該負極材料中的該等矽粉未完全分散且部分團聚，導致該等矽片未與該石墨及該導電碳粉均勻接觸而導電性不佳，且該應力緩衝顆粒無法均勻承受充電-放電時候鋰離子進出及矽片膨脹的應力變化，而導致該負極崩裂，電池的電量下降。
如圖9所示，實施例1依照本發明所揭示的製備方法製備該負極組成物，且含矽材料為應力緩衝含矽複合顆粒，該應力緩衝含矽複合顆粒包含厚度為100至300nm的矽片，在完成三次充電-放電循環後，電量維持在約450mAh/g，由圖13可以更進一步看出在250次充電-放電循環後，電量仍穩定維持在約400mAh/g。如圖10所示，實施 例2依照本發明所揭示的製備方法製備該負極組成物，並選用厚度為50至100nm的矽片製備該應力緩衝含矽複合顆粒，該等矽片的厚度比實施例1更薄，第一次充電-放電的效率比實施例1更高，且三次充電-放電循環的電量維持穩定。由上述可知，本發明製備方法所製得的適用於鋰離子電池的負極材料組成物，隨充電-放電次數增加而導致電位下降的程度較小，使用壽命長。
綜上所述，本發明適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，透過特定的添加順序，使該含矽材料與該導電碳粉先形成矽碳之導電複合顆粒，之後再加入石墨粉末，使該含矽材料具有導電性且不彼此團聚。本發明製備方法所製得的負極材料組成物可以緩衝該含矽材料於充電時膨脹所產生的形變效果，避免負極崩裂；當用於鋰離子電池的負極材料時，可使該負極材料具有高電容量且經多次充電-放電循環後保持結構完整，使用壽命長，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11‧‧‧準備步驟
12‧‧‧含有矽碳之導電複合顆粒的形成步驟
13‧‧‧負極材料組成物的形成步驟

Claims (11)

  1. 一種適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，包含：(a)準備步驟：將一第一黏結劑溶於一溶劑中，形成一第一黏結劑溶液；(b)含有矽碳之導電複合顆粒的形成步驟：將一導電碳粉及一含矽材料加入該第一黏結劑溶液中，攪拌均勻而形成一含有矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料；及(c)負極材料組成物的形成步驟：使該矽碳之導電複合顆粒均勻分散於該含有矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料中之後，將一石墨粉末加入該含有矽碳之導電複合顆粒的混合物漿料中，攪拌均勻而形成一含有矽碳及石墨之導電複合顆粒的負極材料組成物。
  2. 如請求項1所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，該步驟(b)是先將該含矽材料加入該第一黏結劑溶液中，在該含矽材料於該第一黏結劑溶液中均勻分散後，再加入該導電碳粉。
  3. 如請求項1所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，該第一黏結劑劑是至少一種選自於由下列所構成群組的化合物：羧甲基纖維素、苯乙烯-丁二烯橡膠，及前述之組合。
  4. 如請求項1所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物 的製備方法，其中，該第一黏結劑是羧甲基纖維素，且該溶劑是水。
  5. 如請求項1所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，該含矽材料是具有多數個矽片，該等矽片具有一長度及一厚度，該厚度的範圍為20至300nm，且該長度與該厚度的比例範圍為2：1至2000：1。
  6. 如請求項1所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，該石墨粉末的粒徑範圍為5至10μm。
  7. 如請求項1所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，以該導電碳粉、該含矽材料及該石墨粉末的總重為100重量份計，該第一黏結劑的用量範圍為3至100重量份。
  8. 如請求項1所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，以該導電碳粉、該含矽材料及該石墨粉末的總重為100wt%計，該含矽材料的含量範圍為0.5至90wt%，該石墨粉末及該導電碳粉的含量範圍為99.5至10wt%。
  9. 如請求項1所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，該含矽材料包括多數個應力緩衝含矽複合顆粒，每一應力緩衝含矽複合顆粒包括：一應力緩衝顆粒，具有一大於100GPa的楊氏模數；一第二黏結劑；及一含矽外殼，包覆該應力緩衝顆粒且藉 由該第二黏結劑黏結於該應力緩衝顆粒；該含矽外殼具有多數個藉由該第二黏結劑黏合的矽片且具有一由該等矽片不規則地穿插交疊而成類巢狀的圍繞結構，該等矽片具有一長度及一厚度，該厚度的範圍為20至300nm，且該長度與該厚度的比例範圍為2：1至2000：1。
  10. 如請求項9所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，該等應力緩衝顆粒的材料是至少一種選自於由下列所構成群組的化合物：碳化矽、氮化矽、氮化鈦、碳化鈦、碳化鎢、氮化鋁、鎵、鍺、硼、錫、銦，及前述之組合。
  11. 如請求項9所述的適用於鋰離子電池的負極材料組成物的製備方法，其中，以該含矽材料的總重為100wt%計，該應力緩衝顆粒的用量範圍為0.5至90wt%。
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