[发明专利]可再充电锂电池用负极活性材料及含其的可再充电锂电池

权利要求书

1.用于可再充电锂电池的负极活性材料，包括：

Si活性颗粒；和

三至七-组分金属基体，其包围该活性颗粒而不与该Si活性颗粒化学反应。

2.权利要求1的负极活性材料，其中该金属基体为固溶体合金。

3.权利要求1的负极活性材料，其中该金属基体包括Cu、Al和添加金属。

4.权利要求3的负极活性材料，其中该添加金属选自Zn、Ga、In、Sn、Ag及其组合。

5.权利要求3的负极活性材料，其中该添加金属为Sn。

6.权利要求1的负极活性材料，其中该Si活性颗粒和金属基体以合金存在。

7.权利要求6的负极活性材料，其中该合金由式1表示：

xSi-y(aCu-bAl)-zX  (1)

其中x范围为30-70重量％；

y范围为30-70重量％；

z为大于0重量％但小于或等于30重量％；

x+y+z为100重量％；

当a+b为100重量％时，a和b的重量比范围为70∶30至95∶5；和

X为与Cu和Al形成固溶体合金的添加金属，且选自Zn、Ga、In、Sn、Ag及其组合。

8.权利要求1的负极活性材料，其中该负极活性材料包括30-70重量％的金属基体。

9.权利要求8的负极活性材料，其中该负极活性材料包括40-60重量％的金属基体。

10.权利要求1的负极活性材料，其中该负极活性材料包括30-70重量％的Si活性颗粒。

11.权利要求10的负极活性材料，其中该负极活性材料包括40-60重量％的Si活性颗粒。

12.权利要求1的负极活性材料，其中该金属基体包括重量比为70∶30至95∶5的Cu和Al。

13.权利要求12的负极活性材料，其中该金属基体包括重量比为85∶15至95∶5的Cu和Al。

14.权利要求1的负极活性材料，其中该金属基体包括含量大于0重量％但小于或等于30重量％的该添加金属。

15.权利要求1的负极活性材料，其中该Si活性颗粒具有10nm-1000nm的平均粒径。

16.权利要求11的负极活性材料，其中该Si活性颗粒具有10nm-500nm的平均粒径。

17.可再充电锂电池，包括：

包括根据权利要求1至16中任一项的负极活性材料的负极；

包括能够可逆地嵌入/脱嵌锂离子的正极活性材料的正极；和

在该负极和正极之间的电解质。

18.制备负极活性材料的方法，包括：

将Si活性颗粒和三至七种金属混合以获得混合物；

熔化该混合物；和

将该熔化的混合物淬火以制备包括由所述三至七种金属构成的金属基体和被该金属基体包围的Si活性颗粒的负极活性材料。

19.权利要求18的方法，其中该三至七种金属包括Cu、Al和添加金属。

20.权利要求19的方法，其中该添加金属选自Zn、Ga、In、Sn、Ag及其组合。

21.权利要求19的方法，其中该添加金属为Sn。

22.权利要求18的方法，其中该负极活性材料为由式1表示的合金：

xSi-y(aCu-bAl)-zX  (1)

其中x范围为30-70重量％；

y范围为30-70重量％；

z为大于0重量％但小于或等于30重量％；

x+y+z为100重量％；

当a+b为100重量％时，a和b的重量比范围为70∶30至95∶5；和

X为与Cu和Al形成固溶体合金的添加金属，且选自Zn、Ga、In、Sn、Ag及其组合。

23.权利要求22的方法，其中该淬火包括将该熔化的混合物喷射到旋转速度为2000rpm或更高的旋转卡巴辊上。