專利名稱：：復合負極活性材料及其制備方法以及含其的負極和鋰電池的制作方法
技術領域：
：本發明涉及復合負極活性材料，其制備方法，及包含該復合負極活性材料的負極和鋰電池，更具體地，本發明涉及包括金屬間化合物、過渡金屬和碳復合物的復合負極活性材料，其制備方法，及包含該復合負極活性材料的負極和鋰電池。
背景技術：
：在努力實現高電壓和能量密度的過程中，已對使用鋰化合物作為負極的非水電解質二次電池進行了廣泛的研究和開發。具體地說，由于其賦予高的初始電池容量的能力，金屬鋰已成為廣泛研究的主題。但是，當金屬鋰用作負極材料時，大量鋰可以枝晶的形式沉積在負極表面上，其可使電池充電和放電效率退化或導致負極和正極之間的內部短路。此外，鋰對于熱和沖擊每文感，且由于其不穩定性和高反應性而易于爆炸。這些問題趨于限制采用金屬鋰的電池的商品化。為了消除使用金屬鋰的這些問題，已提出石雄材料用作負極材料。碳質負極幫助氧化還原反應，使得在充電和放電循環過程中，電解液中鋰離子在碳質材料的晶格結構中嵌入/脫嵌。這些負極稱作"搖椅"式負極。碳質負極已通過克服與金屬鋰有關的多種缺點而對鋰電池的使用作出了貢獻。但是，電子設備正變得更小和更輕，且便攜式電子儀器的使用變得更廣泛，使得具有更高容量的鋰二次電池的進一步開發引起興趣。使用碳質負極的鋰電池由于碳質負極的多孔性而具有低電池容量。例如,石墨(其為高度結晶材料)當通過與鋰離子反應轉變為LiC6形式的結構時，具有約372mAh/g的理論比容量。這僅為金屬鋰的理論比容量的約10%，金屬鋰具有約3860mAh/g的容量。因此，盡管常規的金屬負極有許多問題，仍在進行使用金屬鋰作為負極材料改善電池容量的研究。這種研究的代表性實例是使用可與鋰合金化的材料如Si、Sn、Al等作為負極活性材料。但是，可與鋰合金化的材料如Si或Sn可能會帶來一些問5題，包括在鋰合金形成過程中的體積膨脹、在電極中電斷開的活性材料的產生、由于表面積增加引起的電解分解的惡化等。為了克服這些使用這種金屬材料的問題，已提出使用具有相對低的體積膨脹的金屬氧化物作為負極活性材料的技術。例如，已提出使用無定形Sn基氧化物，其使Sn粒徑最小化并防止在充電和放電循環過程中Sn顆粒的聚集，由此導致容量保持特性的改善。但是，Sn基氧化物不可避免地導致鋰和氧原子之間的反應，這是造成顯著的不可逆容量的原因。在Sn和Si以及Cu、Fe和Mg之間可利用金屬間化合物。金屬間化合物使Sn和Si的粒徑最小化，并且由于不存在氧而不引起形成Li20的反應，由此改善初始效率。但是，由于隨著循環次數增加，Sn和Si的尺寸與初始階段相比也增加，因此金屬間化合物經歷聚集，從而金屬間化合物的容量保持特性逐漸退化。
發明內容本發明實施方式的一方面涉及復合負極活性材料，其包括結晶過渡金屬、結晶金屬間化合物和碳，該結晶金屬間化合物具有過渡金屬作為該結晶金屬間化合物的一種成分，且該結晶金屬間化合物能夠與鋰合金化，其中該結晶過渡金屬以與該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物結構上分離的相存在，和其中基于該結晶過渡金屬和能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬和該結晶過渡金屬小于45重量%。根據本發明的實施方式，該復合負極活性材料中的碳存在于該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物和該結晶過渡金屬的晶粒間區域中。根據本發明的實施方式，該結晶過渡金屬為Co或Ni;和該結晶金屬間化合物可包括Sn2Co。在本發明的實施方式中，在X射線光電子能譜法分析中，在約4.5eV-約7eV和約27eV-約29eV的范圍中獲得該復合負極活性材料的碳損耗譜(lossspectrum)。在一個實施方式中，基于該結晶過渡金屬和能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬和該結晶過渡金屬為約10重量％-小于45重量％。在另一實施方式中，碳可為無定形的。本發明實施方式的另一方面涉及制備復合負極活性材料的方法，該方法包括在惰性氣氛中機械研磨能夠與鋰合金化的金屬以及過渡金屬和碳的復合物以形成該復合負極活性材料，其中該復合負極活性材料包括該過渡金屬的一部分作為結晶過渡金屬、包含該過渡金屬的另一部分作為結晶金屬間化合物的一種成分的結晶金屬間化合物和碳，該結晶金屬間化合物能夠與鋰合金化，其中該結晶過渡金屬以與能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物結構上分離的相存在，和其中基于該結晶過渡金屬和能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬和該結晶過渡金屬'J、于45重量％。根據本發明的實施方式，將該能夠與鋰合金化的金屬以及該過渡金屬和碳的復合物機械研磨約10小時-約30小時的時間。在一個實施方式中，以前體的燒結生成物形成該過渡金屬和碳的復合物，其中該前體包括可選自乙酰丙酮鈷、硬脂酸鈷、乙酸鈷、苯均三酸鈷(cobalttrimesate)、富馬酸鈷、草酸鈷、酞菁鈷、鄰苯二曱酸鈷或其組合的至少一種化合物。根據本發明的實施方式，碳為無定形的；和碳可存在于該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物和該結晶過渡金屬的晶粒間區域中。本發明實施方式的另一方面涉及包含復合負極活性材料的負極，該復合負極活性材料包括結晶過渡金屬、結晶金屬間化合物和碳，該結晶金屬間化合物包括過渡金屬作為該結晶金屬間化合物的一種成分，該結晶金屬間化合物能夠與鋰合金化，其中該結晶過渡金屬以與該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物結構上分離的相存在，和基于該結晶過渡金屬和能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬和該結晶過渡金屬小于45重量％。本發明實施方式的另一方面涉及包括包含復合負極活性材料的負極的鋰電池，該復合負極活性材料包括結晶過渡金屬、結晶金屬間化合物和碳，該結晶金屬間化合物具有過渡金屬作為該結晶金屬間化合物的一種成分，該結晶金屬間化合物能夠與鋰合金化，其中該結晶過渡金屬以與該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物結構上分離的相存在，和基于該結晶過渡金屬和能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬和該結晶過渡金屬小于45重量％。在本發明的實施方式中，該結晶過渡金屬不能夠與鋰合金化。附圖與說明書一起說明本發明的示例性實施方式，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。圖1A、1B和1C是分別顯示實施例1和2及比較例1的復合負極活性材料的X射線衍射測試結果的圖2是顯示實施例1的復合負極活性材料的X射線光電子測試結果的圖3是顯示實施例9和10及比較例3的鋰電池的充電-放電測試結果的圖；和圖4說明根據本發明實施方式制備的鋰電池。具體實施例方式在以下詳細描述中，僅是通過舉例說明顯示和描述本發明的某些示例性實施方式。本領域技術人員應當認識到，本發明可以許多不同的形式體現且不應解釋為限于這里闡述的實施方式。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。本發明的實施方式提供復合負極活性材料，其包括不能夠與鋰形成合金(合金化)的過渡金屬；包括該過渡金屬作為一種成分且能夠與鋰形成合金的金屬間化合物；和碳，其中該過渡金屬和金屬間化合物兩者均具有結晶性(或為結晶固體)，和該過渡金屬以與該能夠與鋰形成合金的金屬間化合物結構上分離的相存在。這里，在一個實施方式中，基于在復合負極活性材料中的結晶過渡金屬和間化合物的總重量金屬間化合物的總重量，作為該過渡金屬以及該金屬間化合物的成分兩者的過渡金屬的含量小于約45重量°/。(或小于45重量％)。在一個實施方式中，基于在復合負極活性材料中的結晶過渡金屬和結晶金屬間化合物的總重量，過渡金屬的含量為約15重量％-小于45重量％(或15重量％-小于45重量％)，且優選(在一個實施方式中)為約40重量％-小于45重量％(或40重量％-小于45重量％)。在一個實施方式中，當基于在復合負極活性材料中的結晶過渡金屬和結晶金屬間化合物的總重量，過渡金屬的含量大于或等于45重量％時，金屬間化合物的合金化容量降低。8即，在上述實施方式中，過渡金屬既不與金屬間化合物也不與鋰形成合金，但金屬間化合物與鋰形成合金。根據本發明的實施方式，復合負極活性材料中的碳存在于金屬間化合物和過渡金屬的晶粒間區域中，且不存在于復合負極活性材料的表面上。即，碳主要存在于復合負極活性材料內金屬間化合物和過渡金屬之間的界面處，而不存在于復合負極活性材料的表面上。根據本發明的另一實施方式，復合負極活性材料中的過渡金屬可為Co、Ni等，和復合負極活性材料中的金屬間化合物可為Sn2Co。根據本發明的另一實施方式，在X射線光電子能譜法分析中復合負極活性材料的碳損耗譜可在約4.5eV-約7eV和約27eV-約29eV(或4.5eV-7eV和27eV-29eV)的范圍中獲得。另外，根據本發明的另一實施方式，復合負極活性材料中的碳可為無定形的。可從圖1A所示的X射線衍射測試和圖2所示的X射線光電子能譜測試看出碳為無定形的事實。本發明的實施方式還提供制備該復合負極活性材料的方法。這里，該方法包括在惰性氣氛中機械研磨能夠與鋰形成合金的金屬以及過渡金屬和碳的復合物。這里，復合負極活性材料包括能夠與鋰形成合金的金屬間化合物、過渡金屬和碳，其通過機械研磨成為碎片并再結合(rebounded)以形成復合物。根據本發明方法的實施方式，在機械研磨操作中所用的時間可為約10小時-小于30小時(或10小時-小于30小時)。在一個實施方式中，當機械研磨的時間大于30小時時，未獲得結晶金屬間化合物和結晶過渡金屬。在另一實施方式中，當機械研磨時間小于IO小時時，未合成金屬間化合物。根據本發明方法的另一實施方式，過渡金屬和碳的復合物可為前體的燒結生成物。該前體可為乙酰丙酮鈷、硬脂酸鈷、乙酸鈷、苯均三酸鈷、富馬酸鈷、草酸鈷、酞菁鈷、鄰苯二曱酸鈷、其混合物等。此外，本發明的實施方式還提供使用該復合負極活性材料的負極和鋰電池。更具體地，根據本發明實施方式的負極通過使用上述復合負極活性材料制備。在本發明的一個實施方式中，負極通過例如如下制備使包括該復合負極活性材料和粘合劑的混合負極材料成形為可為預定的形狀或將該混合負9極材料涂覆在集電體如銅箔上。更具體地說，可制備混合負極材料，然后將其直接涂布在銅箔集電體上，或將其在獨立載體上流延，然后將從該獨立載體上剝離的多孔負極活性材料膜層壓在銅箔集電體上，由此獲得負極板。本發明的負極不限于所述實例，且可進行許多其他適當的改變，而該改變也包括在本發明范圍內。為了獲得較高容量電池，在該較高容量電池中以大量電流充電和放電，這需要低阻抗材料用作電極材料。因此，為了降低電極的阻抗，通常加入各種導電材料。炭黑或石墨細粒可用作導電材料。根據本發明實施方式的鋰電池包括該負極。根據本發明的鋰電池可以下列方式制備。首先，將正極活性材料、導電劑、粘合劑和溶劑混合以制備正極活性材料組合物。該正極活性材料組合物直接涂布在金屬集電體上并千燥以制備正極板。在作為選擇的實施方式中，該正極活性材料組合物在獨立的載體上流延并從該獨立載體剝離以獲得正極活性材料膜。然后，將該正極活性材料膜層壓在金屬集電體上。合適的含鋰金屬氧化物可用作正極活性材料。含鋰金屬氧化物的實例包括LiCo02、LiMnx02x(x=l、2)、LiNh.xMnx02((Xx〈1)、LiNi!.x.yCOxMny02(0Sx^).5,0SyS0.5)。含鋰金屬氧化物的具體實例為能夠氧化和還原鋰離子的化合物，如LiMn204、LiCo02、LiNi02、LiFe02、V205、TiS、MoS等。在一個實施方式中，炭黑用作導電劑。粘合劑的實例包括偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚曱基丙烯酸曱酯、聚四氟乙烯、這些材料的混合物和丁苯橡膠聚合物。作為溶劑，可使用N-甲基吡咯烷酮、丙酮、水等。這里，使用在鋰電池制造中使用的適量的正極活性材料、導電劑、粘合劑和溶劑。用于鋰電池的合適的隔膜可用于形成鋰電池。在一個實施方式中，隔膜具有對電解質中的離子遷移的低阻抗和具有高的電解質保持能力。隔膜的實例包括玻璃纖維、聚酯、Teflon、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、其組合和可為無紡物或紡織物形式的材料。特別地，包括聚乙烯、聚丙烯等的可巻繞的隔膜可用于鋰離子電池。可保持大量有機電解液的隔膜可用于鋰離子聚合物電池。現在將更詳細地描述形成這些隔膜的方法。將聚合物樹脂、填料和溶劑混合以制備隔膜組合物。該隔膜組合物直接涂布在電極上，然后干燥以形成隔膜。或者，該隔膜組合物可流延在獨立的載體上，干燥，從該獨立的載體分離，最后層壓在電極的上部上，由此形成隔膜。合適的聚合物樹脂用于粘合鋰電池中的電極板。聚合物樹脂的實例包括偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚曱基丙烯酸甲酯及其混合物。在電解質溶液中，溶劑可為選自以下的溶劑碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯、碳酸二乙酯、碳酸曱乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亞丁酯、芐腈、乙腈、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、Y-丁內酯、二氧戊環、4-甲基二氧戊環、N，N-二甲基曱酰胺、二曱基乙酰胺、二曱亞砜、二"惡烷、1,2-二曱氧基乙烷、環丁砜、二氯乙烷、氯苯、硝基苯、碳酸二曱酯、碳酸曱基異丙基酯、碳酸乙丙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、二甘醇、二曱醚、及其混合物。用于本發明實施方式中的電解質為在電解質溶劑中的鋰鹽，如LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiCI04、LiCF3S03、Li(CF3S02)2N、LiC4F9S03、LiA102、LiAlCl4、LiN(CxF2x+,S02)(CyF2ywS02)(其中x和y各自獨立地為自然數)、LiCl、Lil或所示材料的至少兩種的混合物。隔膜插入在正極和負極之間以形成電極組件。將電極組件巻繞或折疊，然后密封在圓柱形或矩形電池殼中。然后，將有機電解質溶液注入電池殼中以完成鋰離子電池的制備。或者，多個電極組件可堆疊在單體電池(bi-cell)結構中，并浸漬在有機電解質溶液中。將所得物置于袋中并氣密性密封，由此完成鋰離子聚合物電池。參考圖4，說明根據本發明實施方式的鋰電池。鋰電池l包括形成電極組件的負極2、正極3和位于正極3與負極2之間的隔膜4。將該電極組件巻繞并封入電池殼5中。然后，將電解質溶液注入電池殼5中，并將電池殼用蓋6密封。但是，盡管公開了圓柱形的罐型(can-type)電池，但其他類型和形狀的電池也是預期的。參考以下實施例更詳細地描述本發明。但是，這些實施例僅用于說明性的目的，且不用于限制本發明的范圍。復合負極活性材料的制備制備實施例1ii將lg苯均三酸鈷在氬氣氛中在900。C下熱處理1小時以使其完全碳化(carbonated)。隨后，使用研缽將所得物破碎成為碎片以得到復合材料。實施例1將1.5gSn和1.5g鈷與碳的重量比為78:22的鈷-碳復合材料置于具有金屬球的不銹鋼容器中，并在500rpm下研磨20小時。這里，使金屬球的總重量比Sn和鈷-碳復合材料的總重量重20倍，所用的研磨機為振動磨(JeongseokEngineeringCo.，Ltd.,Korea)。實施例2以與實施例1相同(或基本上相同)的方式制備復合負極活性材料，除了在復合負極活性材料制備中所用的鈷-碳復合材料的鈷與碳的重量比為68:32以外。實施例3以與實施例1相同(或基本上相同)的方式制備復合負極活性材料，除了在復合負極活性材料制備中所用的鈷-碳復合材料的鈷與碳的重量比為50:50以外。實施例4以與實施例1相同(或基本上相同)的方式制備復合負極活性材料，除了在復合負極活性材料制備中所用的鈷-碳復合材料的鈷與碳的重量比為82:18以外。比較例1以與實施例1相同(或基本上相同)的方式制備復合負極活性材料，除了研磨時間延長至30小時以外。評價實施例l:XRD(X射線衍射)的測量進行實施例1和2以及比較例1中制備的復合負極活性材料的X射線衍射測試。實施例1和2以及比較例1的材料的測試結果分別示于圖1A、1B12和1C中。從圖1A和1B可看出，在實施例1和2中制備的復合負極活性材料中，由于存在Sn2Co和Co各自的特征峰，因此Sn2Co和Co具有結晶性(為結晶固體)。另一方面，不存在碳的特征峰。從該結果可看出，碳是無定形固體。因此，可看出，不管材料的各組分的重量比，本發明實施方式的復合負極活性材料為包括結晶Sn2Co固體、結晶Co固體和碳無定形固體的復合物。另外，如圖1C所示，在比較例1的復合負極活性材料中不能確認結晶化合物。因此，可看出比較例1的復合負極活性材料為無定形的Sn-Co-C復合材料(或無定形的Sn-Co-C復合固體)。評價實施例2:X射線光電子能鐠(XPS)的測量對實施例1的復合負極活性材料的樣品進行X射線光電子能譜(XPS)實驗，其中將樣品之一在真空中在120。C下熱處理12小時，而另外的樣品不進行熱處理。使用的設備為PHICo.，Ltd.制造的Q2000型。X射線源為單Alk1486.6eV。結果示于圖2中。進行熱處理以確定空氣中存在的碳是否污染復合負極活性材料。從圖2可以看出，對已熱處理的樣品進行的XPS分析的結果(標注為熱處理后)與未熱處理的樣品的結果相同(或基本上相同)。因此，確定復合負極材料沒有被空氣中存在的碳污染。如圖2所示，獲得在4.5eV-7eV和27eV-29eV的范圍內的碳損耗譜。在27eV-29eV的范圍內獲得的碳損耗譜代表，碳不作為碳化物或烴存在，而是作為純碳如石墨、金剛石等存在。在4.5eV-7eV的范圍內獲得的碳損耗鐠對應于由Ti等離激元(plasmon)得到的值。由此可以看出，僅碳存在于復合負極活性材料中。評價實施例3:拉曼光語的測量測量實施例1的復合負極活性材料的拉曼光譜。從該測量中，未發現對應于碳的在USOcn^-nOOcm-1范圍內的峰。考慮到拉曼光譜法可分析位于僅距顆粒表面lpm深度以內的區域，看起來復合負極活性材料中的碳主要存在于Sn2Co和Co的晶粒間區域中，而不是在顆粒的表面上。負極的制備實施例5將實施例1中制備的復合負極活性材料、石墨粉末(SFG-6，Timcal,Inc.)和聚偏二氟乙烯(PVDF，5重量％)以重量比80:10:10混合，然后將該混合物加入N-曱基吡咯烷酮(NMP)中以制備漿料。使用刮刀將該漿料涂布在Cu箔上至約50pm厚度。隨后，將涂布有漿料的Cu箔在真空中在120。C下干燥2小時以制備負極。實施例6以與實施例5相同(或基本上相同)的方式制備負極，除了使用實施例2的復合負極活性材料代替實施例1的復合負極活性材料以外。實施例7以與實施例5相同(或基本上相同)的方式制備負極，除了使用實施例3的復合負極活性材料代替實施例1的復合負極活性材料以外。實施例8以與實施例5相同(或基本上相同)的方式制備負極，除了使用實施例4的復合負極活性材料代替實施例1的復合負極活性材料以外。比較例2以與實施例5相同(或基本上相同)的方式制備負極，除了使用比較例1中制備的復合負極活性材料代替實施例1的復合負極活性材料以外。鋰電池的制備實施例9使用實施例5中制備的負極、由鋰金屬制成的對電極、PTFE隔膜(Cellgard3510)和電解質溶液制備CR2016-標準硬幣電池，該電解質溶液包括溶解在碳酸亞乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)(重量比3:7)的混合物中的1.3MLiPF6。14實施例10-12和比較例3以與實施例9相同(基本上相同)的方式制備硬幣電池，除了使用根據實施例6-8和比較例2中制備的負極代替實施例5的負^f及以外。充電-》t電測試將根據實施例9-12和比較例3制備的硬幣電池各自以每lg所包含的負極活性材料500mA的恒電流充電，直到電池電壓達到相對于Li電極為0.001V。然后，將硬幣電池各自以相對于Li電極0.001V的恒定電壓充電，直到電池電流達到每lg負極活性材料5mA。在約30分鐘靜置時間后，在每lg負極活性材料50mA的電流下對充電后的電池放電，直到電池電壓達到相對于Li電極1.5V,由此得到放電容量。重復充電-放電測試50次循環。測量每次循環的放電容量，并使用測量的放電容量計算容量保持率。使用以下等式l計算容量保持率。等式l容量保持率(％)=第50次循環放電容量/第1次循環放電容量xlOO實施例9-12和比較例3中制備的硬幣電池的充電-放電測試結果示于下表1和圖3中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>從表1和圖3可以看出，與使用比較例1的無定形復合負極活性材料的比較例3的電池相比，在使用根據本發明實施例的結晶復合負極活性材料的鋰電池的情況下的放電容量較高，且第50次循環中的容量保持率也顯著增加。這代表了對電池壽命顯著改善的可能性。考慮到以上所迷，根據本發明實施方式的復合負極活性材料是包括結晶金屬間化合物、結晶過渡金屬和碳的復合負極活性材料。另外，使用該復合負極活性材料制備的負極和鋰電池具有相對高的充電-放電特性。盡管已參照其示例性實施方式描述了本發明，但是應當理解本發明不限于所公開的實施方式，而是相反，意在覆蓋由所附權利要求及其等價物的精神和范圍中所包括的各種改變和等價配置。權利要求1.一種復合負極活性材料，包括結晶過渡金屬；結晶金屬間化合物，其包括過渡金屬作為結晶金屬間化合物的一種成分，該結晶金屬間化合物能夠與鋰合金化；和碳，其中該結晶過渡金屬以與該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物結構上分離的相存在，和其中基于該結晶過渡金屬和該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬與該結晶過渡金屬小于45重量％。2.權利要求1的復合負極活性材料，其中該碳存在于該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物和該結晶過渡金屬的晶粒間區域中。3.權利要求1的復合負極活性材料，其中該結晶過渡金屬為Co或Ni。4.權利要求1的復合負極活性材料，其中該結晶金屬間化合物為Sn2Co。5.權利要求1的復合負極活性材料，其中，在X射線光電子能譜法分析中，在約4.5eV-約7eV和約27eV-約29eV的范圍中，獲得該復合負極活性材料的碳損耗譜。6.權利要求1的復合負極活性材料，其中，在該復合負極活性材料中，基于該結晶過渡金屬和該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬和該結晶過渡金屬為約10-小于45重量％。7.權利要求1的復合負極活性材料，其中該碳為無定形的。8.—種制備復合負極活性材料的方法，該方法包括在惰性氣氛中機械研磨能夠與鋰合金化的金屬以及過渡金屬和碳的復合物以形成該復合負極活性材料，該復合負極活性材料包括該過渡金屬的一部分，作為結晶過渡金屬；結晶金屬間化合物，其包括該過渡金屬的另一部分作為結晶金屬間化合物的一種成分，該結晶金屬間化合物能夠與鋰合金化；和碳，其中該結晶過渡金屬以與該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物結構上分離的相存在，和其中基于該結晶過渡金屬和該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬與該結晶過渡金屬小于45重量％。9.權利要求8的方法，其中將該能夠與鋰合金化的金屬以及該過渡金屬和碳的復合物機械研磨約10小時-小于30小時的時間。10.權利要求8的方法，其中該過渡金屬和碳的復合物是以前體的燒結生成物形成的。11.權利要求10的方法，其中該前體包括選自乙酰丙酮鈷、硬脂酸鈷、乙酸鈷、苯均三酸鈷、富馬酸鈷、草酸鈷、酞菁鈷、鄰笨二曱酸鈷及其組合的至少一種化合物。12.權利要求8的方法，其中該碳存在于該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物和該結晶過渡金屬的晶粒間區域中。13.權利要求8的方法，其中該結晶過渡金屬為Co或Ni。14.權利要求8的方法，其中該結晶金屬間化合物為Sn2Co。15.權利要求8的方法，其中，在X射線光電子能譜法分析中，在約4.5eV-約7eV和約27eV-約29eV的范圍中獲得該復合負極活性材料的碳損耗譜。16.權利要求8的方法，其中，在該復合負極活性材料中，基于該結晶過渡金屬和該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬和該結晶過渡金屬為約10-小于45重量％。17.權利要求8的方法，其中該碳為無定形的。18.—種包含復合負極活性材料的負極，該復合負極活性材料包括結晶過渡金屬；結晶金屬間化合物，其包括過渡金屬作為結晶金屬間化合物的一種成分，該結晶金屬間化合物能夠與鋰合金化；和碳，其中該結晶過渡金屬以與該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物結構上分離的相存在，和其中基于該結晶過渡金屬和該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬與該結晶過渡金屬小于45重量o/o。19.一種包括包含復合負極活性材料的負極的鋰電池，該復合負極活性材料包括結晶過渡金屬；結晶金屬間化合物，其包括過渡金屬作為結晶金屬間化合物的一種成分，該結晶金屬間化合物能夠與鋰合金化；和碳，其中該結晶過渡金屬以與該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物結構上分離的相存在，和其中基于該結晶過渡金屬和該能夠與鋰合金化的結晶金屬間化合物的總重量，該結晶金屬間化合物中的過渡金屬與該結晶過渡金屬小于45重量%。20.權利要求19的鋰電池，其中該結晶過渡金屬不能夠與鋰合金化。全文摘要一種復合負極活性材料，包括過渡金屬；金屬間化合物，其包括該過渡金屬作為一種成分并能夠與鋰形成合金；和碳，其中該過渡金屬和金屬間化合物兩者具有結晶性，和該過渡金屬以與該能夠與鋰形成合金的金屬間化合物結構上分離的相存在，其中基于該結晶過渡金屬和該能夠與鋰形成合金的結晶金屬間化合物的總重量，作為金屬和該金屬間化合物的成分兩者的過渡金屬元素含量可小于45重量％。該復合負極活性材料是具有新結構的復合負極活性材料，且包括結晶金屬間化合物、結晶過渡金屬和碳。另外，使用該復合負極活性材料制備的負極和鋰電池具有優異的充電-放電特性。文檔編號H01M4/36GK101510604SQ20081000569公開日2009年8月19日申請日期2008年2月15日優先權日2007年2月15日發明者丁英洙,林東民,金翰秀申請人:三星Sdi株式會社