對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2015年9月16日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)no.10-2015-0131053的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益、以及由其產(chǎn)生的所有權(quán)益，其內(nèi)容通過(guò)參考全部引入本文中。本公開內(nèi)容涉及電極活性材料、以及包括所述電極活性材料的電極和二次電池、和制備所述電極活性材料的方法。
背景技術(shù)：
：基于硅的材料對(duì)于用作用于高容量二次電池的電極活性材料已受到關(guān)注，因?yàn)楣柙谑覝叵驴商峁┘s3,570mah/g的理論容量。然而，基于硅的材料在鋰離子的嵌入/脫嵌期間可經(jīng)歷體積膨脹(最高達(dá)約300％)?；诠璧牟牧系捏w積膨脹可導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)變，其被理解為與基于硅的材料的劣化和在控制固體電解質(zhì)界面(sei)層方面的困難有關(guān)。因而，使用基于硅的材料的電極活性材料當(dāng)用在包括硅電極活性材料的電池中時(shí)可具有在充電/放電特性方面的突然惡化和降低的壽命。因此，存在對(duì)于開發(fā)提供改善的性能的基于硅的材料、以及包括所述電極活性材料的電極和二次電池、和制備所述電極活性材料的方法的需要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：提供通過(guò)控制鋰離子的反應(yīng)和擴(kuò)散而具有改善的充電/放電特性的電極活性材料。提供包括所述電極活性材料的電極。提供包括所述電極的二次電池。提供制備所述電極活性材料的方法。另外的方面將部分地在隨后的描述中闡明，且部分地將由該描述明晰，或者可通過(guò)所呈現(xiàn)的示例性實(shí)施方式的實(shí)踐獲悉。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式的方面，電極活性材料包括二次顆粒，所述二次顆粒包括：多個(gè)含硅材料的一次顆粒；導(dǎo)電材料；和化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物。根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的方面，電極包括所述電極活性材料。根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的方面，二次電池包括所述電極。根據(jù)另一示例性實(shí)施方式的方面，制備電極活性材料的方法包括：使多個(gè)含硅材料的一次顆粒、導(dǎo)電材料、和溶劑接觸以形成漿料；將所述漿料混合以使所述一次顆粒和所述導(dǎo)電材料聚集從而形成包括所述一次顆粒和所述導(dǎo)電材料的二次顆粒；提供用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液；使所述二次顆粒和所述用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液接觸以形成混合物；和熱處理所述混合物以獲得所述電極活性材料，其中所述電極活性材料包括二次顆粒，其中所述二次顆粒包括多個(gè)含硅材料的一次顆粒、導(dǎo)電材料、和化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物。附圖說(shuō)明由結(jié)合附圖考慮的示例性實(shí)施方式的下列描述，這些和/或其它方面將變得明晰和更容易理解，其中：圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式的電極活性材料的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2a為根據(jù)示例性實(shí)施方式的電極活性材料的示意圖；圖2b為圖2a的電極活性材料中包括的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2c示意性地顯示與圖2a的電極活性材料中包括的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的結(jié)構(gòu)有關(guān)的作用；圖2d為根據(jù)示例性實(shí)施方式的電極活性材料的示意圖；圖3a為顯示根據(jù)實(shí)施例2制備的電極活性材料的顆粒形狀的掃描電子顯微鏡法(sem)圖像；圖3b為顯示根據(jù)實(shí)施例2制備的電極活性材料的橫截面圖的掃描電子顯微鏡法(sem)圖像；圖4為根據(jù)示例性實(shí)施方式的鋰二次電池的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5a為微分容量(dq/dv，毫安-時(shí)/克-伏(mah/gv))對(duì)電勢(shì)(伏，相對(duì)于li/li+，v)的圖且為在相對(duì)于li/li+的約0mv-約600mv范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)部分下根據(jù)對(duì)比例2制備的鋰二次電池的經(jīng)過(guò)第15次循環(huán)的dq/dv曲線；圖5b為微分容量(dq/dv，毫安-時(shí)/克-伏(mah/gv))對(duì)電勢(shì)(伏，相對(duì)于li/li+，v)的圖且為在相對(duì)于li/li+的約0mv-約600mv范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)部分下根據(jù)實(shí)施例7制備的鋰二次電池的經(jīng)過(guò)第15次循環(huán)的dq/dv曲線；圖5c為微分容量(dq/dv，毫安-時(shí)/克-伏(mah/gv))對(duì)電勢(shì)(伏，相對(duì)于li/li+，v)的圖且為在相對(duì)于li/li+的約250mv-約550mv范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)下包括根據(jù)示例性實(shí)施方式的電極活性材料的鋰二次電池的dq/dv曲線；圖6為比容量(毫安-時(shí)/克，mah/g)對(duì)循環(huán)數(shù)的圖，其顯示各自根據(jù)實(shí)施例7、9、和10制備的鋰二次電池的取決于循環(huán)數(shù)的在比容量方面的變化；和圖7為標(biāo)準(zhǔn)化的容量保持力(百分?jǐn)?shù)，％)對(duì)循環(huán)數(shù)的圖，其顯示各自根據(jù)實(shí)施例10和對(duì)比例2制備的鋰二次電池的取決于循環(huán)數(shù)的在標(biāo)準(zhǔn)化的容量保持力方面的變化。具體實(shí)施方式現(xiàn)在將對(duì)示例性實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行介紹，其實(shí)例說(shuō)明于附圖中，其中相同的附圖標(biāo)記始終是指相同的要素。在這點(diǎn)上，本示例性實(shí)施方式可具有不同的形式且不應(yīng)被解釋為限于本文中闡明的描述。因此，下面僅通過(guò)參考附圖描述示例性實(shí)施方式以說(shuō)明各方面。如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)列舉項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任何和全部組合。“或”意味著“和/或”。表述例如“的至少一個(gè)(種)”當(dāng)在要素列表之前或之后時(shí)，修飾整個(gè)要素列表且不修飾所述列表的單獨(dú)要素。在下文中，將進(jìn)一步詳細(xì)地描述根據(jù)示例性實(shí)施方式的電極活性材料、包括所述電極活性材料的電極和二次電池、和制備所述電極活性材料的方法。下文中提供示例性實(shí)施方式，其范圍不應(yīng)限制本公開內(nèi)容的范圍。將理解，當(dāng)一個(gè)元件被稱為“在”另外的元件“上”時(shí)，其可直接在所述另外的元件上或者在其間可存在中間元件。相反，當(dāng)一個(gè)元件被稱為“直接在”另外的元件“上”時(shí)，則不存在中間元件。將理解，盡管術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各種元件、組分、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、組分、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、組分、區(qū)域、層或部分區(qū)別于另外的元件、組分、區(qū)域、層或部分。因此，在不背離本文中的教導(dǎo)的情況下，下面討論的“第一元件”、“組分”、“區(qū)域”、“層”或“部分”可稱為第二元件、組分、區(qū)域、層或部分。本文中使用的術(shù)語(yǔ)僅為了描述具體實(shí)施方式的目的且不意圖為限制性的。如本文中使用的，單數(shù)形式“一個(gè)(種)(a，an)”和“所述(該)(the)”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，包括“至少一個(gè)(種)”，除非內(nèi)容清楚地另外指明。將進(jìn)一步理解，術(shù)語(yǔ)“包括”或“包含”當(dāng)用在本說(shuō)明書中時(shí)，表明存在所陳述的特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、和/或組分，但不排除存在或增加一種或多種另外的特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、元件、組分、和/或其集合。此外，相對(duì)術(shù)語(yǔ)例如“下部”或“底部”以及“上部”或“頂部”可在本文中用于描述如圖中所圖解的一個(gè)元件與另外的元件的關(guān)系。將理解，除圖中所描繪的方位之外，相對(duì)術(shù)語(yǔ)還意圖包括裝置的不同方位。例如，如果將圖之一中的裝置翻轉(zhuǎn)，被描述為在其它元件的“下部”側(cè)的元件則將定向在所述其它元件的“上部”側(cè)。因此，取決于圖的具體方位，示例性術(shù)語(yǔ)“下部”可涵蓋“下部”和“上部”兩種方位。類似地，如果將圖之一中的裝置翻轉(zhuǎn)，被描述為“在”其它元件“下面”或“之下”的元件則將定向“在”所述其它元件“上方”。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“在……下面”或“在……之下”可涵蓋在……上方和在……下面兩種方位。如本文中使用的“約”或“大約”包括所陳述的值且意味著在如由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員考慮到所討論的測(cè)量和與具體量的測(cè)量有關(guān)的誤差(即，測(cè)量系統(tǒng)的限制)所確定的對(duì)于具體值的可接受的偏差范圍內(nèi)。例如，“約”可意味著相對(duì)于所陳述的值的偏差在一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)，或者在±30％、20％、10％或5％范圍內(nèi)。除非另外定義，本文中使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))的含義與本公開內(nèi)容所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同。將進(jìn)一步理解，術(shù)語(yǔ)，例如常用字典中定義的那些，應(yīng)被解釋為其含義與它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域的背景和本公開內(nèi)容中的含義一致，并且將不以理想化的或者過(guò)于形式的意義進(jìn)行解釋，除非在本文中清楚地如此定義。在本文中參考作為理想化實(shí)施方式的示意圖的橫截面圖描述示例性實(shí)施方式。這樣，將預(yù)計(jì)到作為例如制造技術(shù)和/或公差的結(jié)果的與圖的形狀的偏差。因而，本文中描述的實(shí)施方式不應(yīng)解釋為限于如本文中所圖解的區(qū)域的具體形狀，而是包括由例如制造導(dǎo)致的形狀上的偏差。例如，圖解或描述為平坦的區(qū)域可典型地具有粗糙和/或非線性特征。此外，圖解的尖銳的角可為圓化的。因而，圖中所圖解的區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的，且它們的形狀不意圖圖解區(qū)域的精確形狀，且不意圖限制本權(quán)利要求的范圍。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“基于硅的材料”和“含硅材料”意指這樣的材料：所述材料以基于所述材料的總重量的至少約5重量百分比(重量％)的量包括硅(si)。例如，所述基于硅的材料可以基于所述材料的總重量的至少約10重量％、至少約20重量％、至少約30重量％、至少約40重量％、至少約50重量％、至少約55重量％、至少約60重量％、至少約65重量％、至少約70重量％、至少約75重量％、至少約80重量％、至少約85重量％、至少約90重量％、或至少約95重量％、例如約10重量％-約95重量％、或約20重量％-約85重量％的量包括硅。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“鋰離子的反應(yīng)和擴(kuò)散控制劑”意指在鋰離子的嵌入和脫嵌期間在基于硅的材料的一次顆粒和電解質(zhì)之間接觸時(shí)控制鋰離子相對(duì)于所述基于硅的材料的一次顆粒的反應(yīng)和擴(kuò)散的物質(zhì)。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物”意指其中聚合物鏈經(jīng)由可交聯(lián)官能團(tuán)和碳原子之間的共價(jià)鍵彼此共同連接的水不溶性的聚合物。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“水不溶性的”包括差地水溶性特性和水不溶性特性，且意味著具有如下的在水中的溶解度：在20℃下基于水的總重量的小于1重量％、例如小于1克(g)所述物質(zhì)/100g水，或10-6到50重量％、或10-5到5重量％。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“差地水溶性”意指在20℃下在水中小于或等于50重量％、例如1重量％-50重量％的水溶解度，基于水的總重量。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“二次顆?！币庵敢灶w粒形式制備且包括聚集的一次顆粒的材料。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“納米結(jié)構(gòu)體”意指具有納米顆粒結(jié)構(gòu)體、納米纖維結(jié)構(gòu)體、納米線結(jié)構(gòu)體、或納米管結(jié)構(gòu)體的材料，其中所述納米顆粒、納米纖維、納米線、或納米管具有納米尺寸的直徑。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“納米支架(納米鷹架)”可用于描述如下的納米結(jié)構(gòu)體：其中一種或多種其它材料、成分、層、涂層、殼、和/或膜可布置在所述納米支架的頂部部分、底部部分、側(cè)面部分、或相鄰部分上。在整個(gè)說(shuō)明書中，當(dāng)一個(gè)部分“包括”一個(gè)要素時(shí)，可進(jìn)一步包括另外的要素，而不是排除所述另外的要素的存在，除非另外描述。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“其組合”指的是本文中提供的一種或多種組分的混合物或組合。當(dāng)一種組分(組件)“被設(shè)置或布置在”另外的元件“上”時(shí)，一種組分可緊接于和/或接近于另外的元件放置(例如附著到另外的元件的頂部或者放置在另外的元件的頂部上)，并且這樣的設(shè)置或布置可根據(jù)噴射、成層、沉積、涂抹、浸漬、粘結(jié)、涂覆、生長(zhǎng)、或成型方法進(jìn)行。c倍率意指將電池在一個(gè)小時(shí)內(nèi)放電的電流，例如，具有1.6安-時(shí)的放電容量的電池的c倍率將為1.6安。理論上，在鋰離子的嵌入/脫嵌期間，基于硅的材料經(jīng)歷最高達(dá)約300％的體積膨脹。為了容納所述體積膨脹，已進(jìn)行基于硅的材料的形狀或結(jié)構(gòu)的改變、或者基于硅的材料和其它材料的復(fù)合物的形成以改善基于硅的材料的容量和改善包括基于硅的材料的電池的充電/放電特性。然而，本申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，基于硅的材料的形狀和/或結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單改變或者基于硅的材料和其它材料的復(fù)合物的簡(jiǎn)單形成不足以在鋰離子的嵌入/脫嵌期間控制鋰離子的反應(yīng)和擴(kuò)散。為了抵償這樣的體積膨脹，所述基于硅的材料可以各種納米或微米尺寸的硅粉末、硅納米復(fù)合物、或硅納米線的形式使用。替代地，所述基于硅的材料可以硅和石墨的復(fù)合物的形式使用。替代地，所述基于硅的材料可以如圖1中所示的二次顆粒的形式使用。圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式的電極活性材料10的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照?qǐng)D1，電極活性材料10包括包含二次顆粒的電極活性材料，所述二次顆粒包括多個(gè)含硅材料11(即，基于硅的材料)的一次顆粒、和碳質(zhì)材料12例如碳納米管(cnt)和/或碳納米纖維(cnf)，其中碳質(zhì)包覆層13設(shè)置在電極活性材料10的表面上。盡管具有圖1中顯示的結(jié)構(gòu)的基于硅的材料可具有顯著增加的容量，但是所述容量可無(wú)法達(dá)到期望的容量。為了獲得期望的容量，可使包括所述基于硅的材料的電極在低的電壓下循環(huán)，然而低的電壓的使用可為不合乎需要的。然而，且盡管不希望受理論束縛，但理解，當(dāng)使所述電極以低的電壓循環(huán)時(shí)，在鋰離子的嵌入期間形成的無(wú)定形硅化鋰(a-lixsi)可轉(zhuǎn)變成結(jié)晶硅化鋰(c-li3.75si)。這樣的相轉(zhuǎn)變可導(dǎo)致在鋰離子的脫嵌期間的過(guò)電壓，這導(dǎo)致在所述基于硅的材料的顆粒中的晶種形狀的空隙的形成。因此，通過(guò)所述空隙的移動(dòng)和聚集，理解聚集的空隙可然后在所述基于硅的材料的一次顆粒中形成固體電解質(zhì)界面(sei)層。在這點(diǎn)上，當(dāng)進(jìn)行所述電極的高電壓循環(huán)10次或更多次時(shí)，所述電極可具有劣化的充電/放電特性(例如，劣化的容量和循環(huán)特性)。作為用于解決這些問(wèn)題的解決方案，可在鋰離子的嵌入/脫嵌期間調(diào)節(jié)所述電極的截止電壓。然而，所述電極的截止電壓的調(diào)節(jié)可不合乎需要地降低所述基于硅的材料的容量。另外，為了避免到結(jié)晶相的相轉(zhuǎn)變以形成c-li3.75si，可將所述電極的截止電壓調(diào)節(jié)為大于約50毫伏(mv)。實(shí)際上，將經(jīng)調(diào)節(jié)的截止電壓應(yīng)用于包括具有基于硅的材料的一次顆粒的電極活性材料的全單元電池是不切實(shí)際的。圖2a為根據(jù)示例性實(shí)施方式的電極活性材料20的示意圖。參照?qǐng)D2a，電極活性材料20包括包含二次顆粒的電極活性材料，其中所述二次顆粒包括多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒、導(dǎo)電材料(未示出)、和化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22。圖2b為根據(jù)示例性實(shí)施方式的圖2a的電極活性材料20中包括的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22的結(jié)構(gòu)的示意圖。參照?qǐng)D2b，化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22包括在其中具有可交聯(lián)官能團(tuán)例如羥基的聚合物鏈，其中所述聚合物鏈經(jīng)由羥基和碳原子之間的共價(jià)鍵例如c-o-c鍵彼此共同連接。除c-o-c鍵之外，所述共價(jià)鍵可包括c(＝o)-o-c鍵、c(＝o)-nh-c鍵、或c＝n-c鍵、或其它類型的鍵。電極活性材料20中包括的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可用作鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的反應(yīng)和擴(kuò)散控制劑。圖2c為示意性地顯示與圖2a的電極活性材料20中包括的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22的結(jié)構(gòu)有關(guān)的作用的圖。參照?qǐng)D2c，化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可用作鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的反應(yīng)和擴(kuò)散控制劑，即，鋰離子的反應(yīng)阻礙物和鋰離子的擴(kuò)散阻礙物。包括在基于硅的材料21的二次顆粒中的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可控制鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的反應(yīng)和擴(kuò)散，而不管充電或放電速率(例如，c倍率)和鋰離子的嵌入深度的程度例如截止電壓，由此呈現(xiàn)出與電極的截止電壓的調(diào)節(jié)類似的效果。然而，化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22不阻礙電子傳輸，例如，不用作電荷(例如，電子，e-)的反應(yīng)阻礙物或電荷(例如，電子，e-)的擴(kuò)散阻礙物?；瘜W(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22包括在所述電極活性材料中。盡管所述水不溶性的聚合物由可溶于水或含水(水性)溶劑中的水性聚合物形成和/或由可溶于非水溶劑中的非水性聚合物形成，但是所述聚合物可被化學(xué)交聯(lián)以轉(zhuǎn)變成水不溶性的聚合物。因而，就制造包括包含化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22的電極活性材料的電極而言，可使用電極活性材料漿料且可省略對(duì)所述電極活性材料的另外的表面處理，其中所述電極活性材料漿料包括水性粘合劑和包括化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22的電極活性材料。在這點(diǎn)上，所述電極可具有不坍塌且提供改善的壽命特性的結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可為未碳化的聚合物。未碳化的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可于是用作鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的反應(yīng)阻礙物和鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的擴(kuò)散阻礙物。另一方面，碳化的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可促進(jìn)電荷例如電子(e-)移動(dòng)通過(guò)其中用于電荷的電通路，而碳化的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22不用作鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的反應(yīng)阻礙物或鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的擴(kuò)散阻礙物?；瘜W(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可包括選自如下的至少一種：聚乙烯醇、聚(丙烯酸)、被堿金屬陽(yáng)離子或銨離子取代的聚(丙烯酸)、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚偏氟乙烯、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉鹽、羧甲基纖維素銨鹽、甲基纖維素、羥甲基纖維素、羥丙基纖維素、乙基纖維素、二乙?；w維素、聚四氟乙烯、聚乙烯、和聚丙烯。例如，化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可包括選自如下的至少一種：聚乙烯醇、聚(丙烯酸)、被堿金屬陽(yáng)離子或銨離子取代的聚(丙烯酸)、聚酰亞胺、羧甲基纖維素、及其組合?；瘜W(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可具有在約1,000道爾頓(da)-約5,000,000da、例如約10,000da-約200,000da的范圍內(nèi)的重均分子量(mw)。當(dāng)所述重均分子量(mw)在以上范圍內(nèi)時(shí)，化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22可具有適當(dāng)?shù)慕宦?lián)密度以及合適的機(jī)械柔性。因而，化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22作為鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的反應(yīng)阻礙物可為有效的且作為鋰離子相對(duì)于多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒的擴(kuò)散阻礙物可為有效的。所述導(dǎo)電材料(未示出)可包括碳質(zhì)材料、含金屬納米結(jié)構(gòu)體、導(dǎo)電聚合物、或其組合。所述碳質(zhì)材料可包括選自如下的至少一種：炭黑、天然石墨、人造石墨、乙炔黑、科琴黑、碳納米纖維、碳納米管、石墨烯、和膨脹石墨。石墨可具有任何合適的形式，并且可為具有任何合適的形狀的顆粒例如小片或球的形式。所述碳質(zhì)材料的粒度(例如，當(dāng)通過(guò)激光散射分析時(shí))可為10nm-1000nm、50nm-500nm、或100nm-300nm。所述含金屬納米結(jié)構(gòu)體可包括選自如下的至少一種：金納米顆粒、銅納米顆粒、鎳納米顆粒、鋁納米顆粒、銀納米顆粒、氮化鈦(tin)納米顆粒、金納米纖維、銅納米纖維、鎳納米纖維、鋁納米纖維、銀納米纖維、tin納米纖維、金納米管、銅納米管、鎳納米管、鋁納米管、銀納米管、和tin納米管。所述含金屬納米結(jié)構(gòu)體的粒度(例如，當(dāng)通過(guò)激光散射分析時(shí))可為10nm-1000nm、50nm-500nm、或100nm-300nm。所述導(dǎo)電聚合物可包括選自如下的至少一種：聚芴、聚亞苯基、聚芘、聚吡咯、聚薁、聚萘、聚咔唑、聚吲哚、聚吖庚因、聚苯胺、聚噻吩、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)、聚(對(duì)-亞苯基硫醚)、聚乙炔、聚(對(duì)-亞苯基亞乙烯基)、聚(3,4-亞乙基二氧噻吩)-聚磺苯乙烯(pedot-pss)、其衍生物、及其共聚物。所述導(dǎo)電聚合物的分子量可為約1,000da-約5,000,000da、例如約10,000da-約200,000da?；诠璧牟牧?1的一次顆?？苫旧嫌蓡为?dú)的硅組成，或者可包括硅復(fù)合物。多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒21可具有在約0.1納米(nm)-約1微米(μm)、例如約0.1nm-約500nm、約10nm-約400nm、或約20nm-約200nm的范圍內(nèi)的平均粒徑。平均粒徑指的是“d50”，其為在其中顆粒從最小的顆粒到最大的顆粒累積分布的累積分布曲線中在50％處的粒徑的值，基于顆粒的100％的總數(shù)。d50可通過(guò)本領(lǐng)域中廣泛知曉的方法測(cè)量，且例如，可使用粒度分析儀或通過(guò)使用透射電子顯微鏡(tem)或掃描電子顯微鏡(sem)獲得的圖像測(cè)量。作為另一實(shí)例，d50可通過(guò)如下測(cè)量：使用動(dòng)態(tài)光散射設(shè)備，然后，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以對(duì)各尺寸范圍內(nèi)的顆粒的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，以計(jì)算平均粒徑。在實(shí)施方式中，多個(gè)基于硅的材料21的一次顆粒包括硅復(fù)合物的一次顆粒。所述硅復(fù)合物的一次顆?？砂ü栊竞桶矊?，所述包覆層包括無(wú)機(jī)納米顆粒且設(shè)置在所述硅芯的表面上。所述無(wú)機(jī)納米顆?？砂ㄟx自如下的至少一種：al2o3、tio2、li4ti5o12、la2zr2o7、和li7la3zr2o12。例如，所述無(wú)機(jī)納米顆?？砂╝l2o3。盡管不希望受理論束縛，但理解，所述無(wú)機(jī)納米顆?？墒乖陔姵氐某潆姾头烹娖陂gsei層的形成最小化，由此改善充電和放電特性，包括壽命特性。所述無(wú)機(jī)納米顆?？砂{米尺寸的顆粒，其中其平均粒徑可為例如約50nm或更小、或在約5nm-約30nm的范圍內(nèi)。當(dāng)所述無(wú)機(jī)納米顆粒的平均粒徑大于約50nm時(shí)，可無(wú)法形成所述包覆層。當(dāng)所述無(wú)機(jī)納米顆粒的平均粒徑小于約5nm時(shí)，由于所述無(wú)機(jī)納米顆粒的差的分散，可無(wú)法形成所述包覆層。所述包括無(wú)機(jī)納米顆粒的包覆層可具有約50nm或更小的厚度、例如在約1nm-約30nm的范圍內(nèi)的厚度。當(dāng)所述包括無(wú)機(jī)納米顆粒的包覆層具有在以上范圍內(nèi)的厚度時(shí)，可促進(jìn)電荷例如電子和鋰離子從所述電極活性材料的表面到硅芯電極活性材料中的轉(zhuǎn)移。所述包覆層中的所述無(wú)機(jī)納米顆粒的量可在約1重量份-約30重量份、例如約1重量份-約20重量份、或約1重量份-約10重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的所述硅芯。當(dāng)基于100重量份的所述硅芯，所述包覆層中的所述無(wú)機(jī)納米顆粒的量大于30重量份時(shí)，所述包覆層可充當(dāng)降低電池的性能的電阻(抵抗性)層。當(dāng)基于100重量份的所述硅芯，所述包覆層中的所述無(wú)機(jī)納米顆粒的量小于約1重量份時(shí)，由所述包覆層呈現(xiàn)出的效果可不是充分的。所述包覆層可進(jìn)一步包括金屬氟化物。例如，所述金屬氟化物可包括選自如下的至少一種：csf、kf、lif、naf、rbf、agf、agf2、baf2、caf2、cuf2、cdf2、fef2、hgf2、hg2f2、mnf2、mgf2、nif2、pbf2、snf2、srf2、xef2、znf2、alf3、bf3、bif3、cef3、crf3、dyf3、euf3、gaf3、gdf3、fef3、hof3、inf3、laf3、luf3、mnf3、ndf3、vf3、prf3、sbf3、scf3、smf3、tbf3、tif3、tmf3、yf3、ybf3、tif3、cef4、gef4、hff4、sif4、snf4、tif4、vf4、zrf4、nbf5、sbf5、taf5、bif5、mof6、ref6、sf6、和wf6。當(dāng)所述包覆層進(jìn)一步包括金屬氟化物時(shí)，包括包含所述包覆層的電極活性材料的電池可提供改善的壽命特性。所述包覆層中包括的金屬氟化物的量可在約0.01重量份-約10重量份、例如約0.01重量份-約5重量份、或約0.01重量份-約3重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的所述硅芯。當(dāng)基于100重量份的所述硅芯，所述包覆層中包括的金屬氟化物的量大于約10重量份時(shí)，所述包覆層可充當(dāng)導(dǎo)致電池容量的降低和電池的壽命特性的降低的電阻(抵抗性)層。當(dāng)基于100重量份的所述硅芯，所述包覆層中包括的所述金屬氟化物的量小于約0.01重量份時(shí)，由所述包覆層呈現(xiàn)的效果可不是充分的。所述包覆層可包括單個(gè)層或多個(gè)層。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述包覆層可包括包含所述無(wú)機(jī)納米顆粒和/或所述金屬氟化物的單個(gè)層。在另一實(shí)施方式中，所述包覆層可包括包含選自所述無(wú)機(jī)納米顆粒和所述金屬氟化物的至少一種的多個(gè)層，且可包括2-100個(gè)層、或4-50個(gè)層。圖2d為根據(jù)示例性實(shí)施方式的電極活性材料30的示意圖。參照?qǐng)D2d，電極活性材料30包括包含二次顆粒的電極活性材料，所述二次顆粒包括多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒、碳質(zhì)納米支架34、和可與所述化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物相同或不同的另外的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物33。另外，在多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒的表面上，可設(shè)置包括無(wú)機(jī)納米顆粒和/或金屬氟化物的包覆層32。電極活性材料30可包括化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物33作為鋰離子的反應(yīng)和擴(kuò)散控制劑，使得可控制鋰離子相對(duì)于多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒的反應(yīng)和鋰離子相對(duì)于多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒的擴(kuò)散。另外，在電極活性材料30中包括化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物33可改善電極的導(dǎo)電性。碳質(zhì)納米支架34可包括選自如下的至少一種：碳納米管、碳納米纖維、和碳納米線。在圖2d中，碳質(zhì)納米支架34設(shè)置在多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒上。所述碳納米管可包括選自如下的至少一種：?jiǎn)伪谔技{米管、雙壁碳納米管、和多壁碳納米管。所述碳納米管可具有約80nm或更小、例如約60nm或更小、約40nm或更小、或約20nm的平均管徑，和可具有在約1nm-約80nm，約2nm-約40nm，或約5nm-約20nm的范圍內(nèi)的平均管徑。所述碳納米管可具有約50μm或更小、例如約30μm或更小的長(zhǎng)度，或在約1μm-約50μm、或約5μm-約30μm的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。當(dāng)所述碳納米管的平均管徑在以上范圍內(nèi)時(shí)，所述碳納米管可提供充足的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)所述碳納米管的長(zhǎng)度在以上范圍內(nèi)時(shí)，可促進(jìn)電荷例如電子從電極活性材料30的表面向多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒中的轉(zhuǎn)移。所述碳納米纖維可為碳納米線的纖維的形式。所述碳納米線可具有在約10nm-約500nm、例如約20nm-約400nm、約20nm-約300nm、約20nm-約200nm、約20nm-約100nm、或約40nm-約100nm的范圍內(nèi)的平均線直徑。所述碳納米線可具有在約100nm-約100μm、例如約1μm-約75μm、約0.1μm-約50μm、或約1μm-約20μm的范圍內(nèi)的平均長(zhǎng)度。所述碳納米線的平均長(zhǎng)度對(duì)所述碳納米線的平均線直徑的長(zhǎng)徑比可為例如最大2000:1、例如1000:1。當(dāng)所述碳納米線的平均線直徑在以上范圍內(nèi)時(shí)，所述碳納米線可提供充足的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)所述碳納米線的平均長(zhǎng)度在以上范圍內(nèi)時(shí)，可促進(jìn)電荷例如電子從電極活性材料30的表面向多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒中的轉(zhuǎn)移。電極活性材料30可進(jìn)一步包括石墨35，且所述石墨可為鱗片形式或球形式。球形石墨35可具有在約1μm-約50μm、例如約3μm-約30μm的范圍內(nèi)的平均粒徑。平均粒徑指的是“d50”，其為在其中顆粒從最小的顆粒到最大的顆粒累積分布的累積分布曲線中在50％處的粒徑的值，基于顆粒的100％的總數(shù)。d50可根據(jù)以上描述的方法測(cè)量，且因而將省略其進(jìn)一步的描述。鱗片或球形石墨35可包括選自如下的至少一種：乙炔黑顆粒、科琴黑顆粒、天然石墨、人造石墨、和炭黑顆粒。如圖2d中所示，鱗片石墨35可設(shè)置在多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒之間和/或在碳質(zhì)納米支架34之間。鱗片或球形石墨35可在電極活性材料30中提供另外的電荷轉(zhuǎn)移路徑，由此進(jìn)一步改善電極的導(dǎo)電性。電極活性材料30中的多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒的量可在約0.1重量份-約99.9重量份、約1重量份-約99重量份、或約10重量份-約90重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的電極活性材料30。電極活性材料30中的碳質(zhì)納米支架34的量可在約0.1重量份-約50重量份、約1重量份-約25重量份、或約5重量份-約20重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的電極活性材料30。然而，碳質(zhì)納米支架34的量不限于此，且可適當(dāng)?shù)剡x擇。碳質(zhì)納米支架34的量對(duì)多個(gè)硅復(fù)合物31的一次顆粒的量的比率可在約1.1:1-約35:1、例如約3:1-約33:1的范圍內(nèi)。當(dāng)碳質(zhì)納米支架34的量對(duì)硅復(fù)合物31的一次顆粒的量的比率在以上范圍內(nèi)時(shí)，電池可進(jìn)一步具有改善的充電和放電效率以及改善的容量保持力。電極活性材料30中的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物33的量可在約0.1重量份-約99.9重量份、例如約0.1重量份-約90重量份、約0.1重量份-約80重量份、約0.1重量份-約70重量份、約0.2重量份-約60重量份、約1重量份-約50重量份、約2重量份-約40重量份、約3重量份-約30重量份、或約5重量份-約30重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的電極活性材料30。電極活性材料30中的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物33的量可根據(jù)期望的電池的性能進(jìn)行選擇。然而，當(dāng)電極活性材料30中的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物33的量在約5重量份-約3重量份的范圍內(nèi)時(shí)，包括包含化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物33的電極活性材料30的電池可具有顯著改善的壽命特性。電極活性材料30中的鱗片或球形石墨35的量可在約0.1重量份-約50重量份、約1重量份-約25重量份、或約5重量份-約20重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的電極活性材料30。然而，鱗片或球形石墨35的量不限于此，并且可根據(jù)電池的性能適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。電極活性材料20或30可包括具有在約1μm-約100μm的范圍內(nèi)的平均粒徑的二次顆粒。例如，電極活性材料20或30的二次顆粒的平均粒徑可在約1μm-80μm、例如約1μm-約60μm、約1μm-約40μm、或約1μm-約30μm的范圍內(nèi)。平均粒徑指的是“d50”，其為在其中顆粒從最小的顆粒到最大的顆粒累積分布的累積分布曲線中在50％處的粒徑的值，基于顆粒的100％的總數(shù)。d50可根據(jù)以上描述的方法測(cè)量，且因而將省略其進(jìn)一步的描述。電極活性材料20或30在相對(duì)于li/li+的約200毫伏(mv)-約600mv的范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)下顯示微分容量(dq/dv)峰，其中與不包括化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物22或33的電極活性材料的峰相比，所述dq/dv峰可增加至少1mv。在電極活性材料20或30中，在相對(duì)于li/li+的約200mv-約600mv范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)下的dq/dv峰可作為單個(gè)峰或者以由兩個(gè)峰組成的“m”形狀顯現(xiàn)。電極活性材料20或30在相對(duì)于li/li+的約200mv-約600mv范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)下顯示出dq/dv峰，其中所述dq/dv峰可具有在約1mv-約400mv的范圍內(nèi)的半寬度。圖5c顯示包括根據(jù)示例性實(shí)施方式的電極活性材料的鋰二次電池在相對(duì)于li/li+的約250mv-約550mv范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)下的dq/dv曲線。參照?qǐng)D5c，根據(jù)示例性實(shí)施方式的電極活性材料在相對(duì)于li/li+的約200mv-約600mv范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)下顯示出dq/dv峰，其中所述dq/dv峰在相對(duì)于li/li+的約300mv-約500mv范圍內(nèi)的運(yùn)行電勢(shì)下以由兩個(gè)峰組成的m形狀呈現(xiàn)。作為參比，在相對(duì)于li/li+的約430mv的運(yùn)行電勢(shì)下作為單峰出現(xiàn)并且具有窄的半寬度的dq/dv峰代表不包括化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的電極活性材料的峰。即，當(dāng)將包括根據(jù)示例性實(shí)施方式的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的電極活性材料的dq/dv峰與不包括根據(jù)示例性實(shí)施方式的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的電極活性材料的dq/dv峰相比時(shí)，證實(shí)，包括根據(jù)示例性實(shí)施方式的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的電極活性材料在鋰離子的嵌入期間不經(jīng)歷到結(jié)晶硅化鋰(c-li3.75si)的相轉(zhuǎn)變，同時(shí)保持無(wú)定形硅化鋰(a-lixsi)。在鋰離子的脫嵌之后，無(wú)定形的基于硅的材料的一次顆粒得以保持而不具有空隙。因此，包括根據(jù)示例性實(shí)施方式的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的電極活性材料可具有改善的容量和循環(huán)特性。根據(jù)另一方面的電極可包括所述電極活性材料。所述電極活性材料可為正極活性材料或負(fù)極活性材料。例如，所述電極活性材料可為負(fù)極活性材料。根據(jù)另一方面的二次電池可包括所述電極。所述電極可為正極或負(fù)極。例如，所述電極可為負(fù)極。所述二次電池可為鋰離子二次電池、鋰-硫二次電池、或鋰-空氣二次電池。例如，所述二次電池可為鋰二次電池，所述鋰二次電池包括：包括所述電極活性材料的負(fù)極；面對(duì)所述負(fù)極的正極以及設(shè)置在所述負(fù)極和所述正極之間的電解質(zhì)。所述正極可如下制備?？蓪⒄龢O活性材料、導(dǎo)電材料、粘合劑、和溶劑混合在一起以制備用于形成正極漿料的組合物?？蓪⑺鲇糜谛纬烧龢O漿料的組合物直接涂覆在正極集流體上并且干燥，由此制備其上形成正極活性材料層的正極。替代地，其上形成正極活性材料層的正極可通過(guò)如下制備：將用于形成正極漿料的組合物在單獨(dú)的載體上流延以形成正極活性材料膜，可然后將其從所述載體分離并且層疊在正極集流體上。作為所述正極活性材料，可沒(méi)有任何限制地使用本領(lǐng)域中在商業(yè)上使用的任何含鋰的金屬氧化物。例如，所述正極活性材料可包括鋰和選自如下的金屬的至少一種復(fù)合氧化物：鈷(co)、錳(mn)、鎳(ni)、及其組合。例如，所述正極活性材料可包括由例如如下的式表示的化合物：liaa1-bb'bd'2(其中0.90≤a≤1和0≤b≤0.5)；liae1-bb'bo2-cd'c(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，和0≤c≤0.05)；lie2-bb'bo4-cd'c(其中0≤b≤0.5和0≤c≤0.05)；liani1-b-ccobb'cd'α(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'cd'α(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可包括選自ni、co、和mn的至少一種；b'可包括選自鋁(al)、ni、co、mn、鉻(cr)、鐵(fe)、鎂(mg)、鍶(sr)、釩(v)、和稀土元素的至少一種；d'可包括選自氧(o)、氟(f)、硫(s)、和磷(p)的至少一種；e可包括選自co和mn的至少一種；f'可包括選自f、s、和p的至少一種；g可包括選自al、cr、mn、fe、mg、鑭(la)、鈰(ce)、sr、和v的至少一種；q可包括選自鈦(ti)、鉬(mo)、和mn的至少一種；i'可包括選自cr、v、fe、sc、和釔(y)的至少一種；且j可包括選自v、cr、mn、co、ni、和銅(cu)的至少一種。例如，所述化合物可在其表面上具有包覆層，或者所述化合物和具有包覆層的化合物可作為混合物使用。所述包覆層可包括包覆元素的化合物例如包覆元素的氧化物、包覆元素的氫氧化物、包覆元素的羥基氧化物、包覆元素的碳酸氧鹽、或包覆元素的羥基碳酸鹽。形成包覆層的化合物可為無(wú)定形的或結(jié)晶的。所述包覆層中包括的包覆元素可包括選自如下的至少一種：mg、al、co、鉀(k)、鈉(na)、鈣(ca)、硅(si)、ti、v、錫(sn)、鍺(ge)、鎵(ga)、硼(b)、砷(as)、和鋯(zr)。所述包覆層的形成方法(例如，噴涂或浸涂)可為通過(guò)使用以上元素沒(méi)有不利地影響正極物質(zhì)的物理性質(zhì)的任何合適的包覆方法，并且可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有過(guò)度實(shí)驗(yàn)的情況下選擇。因而，在本說(shuō)明書中將省略包覆方法的進(jìn)一步描述。所述導(dǎo)電材料的實(shí)例包括選自如下的至少一種：碳纖維例如炭黑、石墨顆粒、天然石墨、人造石墨、乙炔黑、和科琴黑；碳納米管；金屬粉末、金屬纖維、和金屬管，例如選自如下的至少一種：cu、ni、al、和銀(ag)；以及導(dǎo)電聚合物例如聚亞苯基衍生物，但不限于此?？墒褂帽绢I(lǐng)域中適于作為導(dǎo)電材料的任何材料。所述粘合劑的實(shí)例包括選自如下的至少一種：聚偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯(ptfe)、和基于丁苯橡膠的聚合物。所述溶劑的實(shí)例包括n-甲基吡咯烷酮(nmp)、丙酮、和水，但不限于此。可使用本領(lǐng)域中適于作為粘合劑和溶劑的任何材料。如果期望，可進(jìn)一步向用于形成正極的組合物添加增塑劑以由此在電極板內(nèi)形成孔。所述正極活性材料、導(dǎo)電材料、粘合劑、和溶劑的量與鋰二次電池領(lǐng)域中商業(yè)上使用的那些類似。取決于鋰電池的用途和特征，可省略所述導(dǎo)電材料、粘合劑、和溶劑的至少一種。所述正極集流體可制備成具有在約3μm-約500μm的范圍內(nèi)的厚度。所述正極集流體可由本領(lǐng)域中可利用的任何合適的材料制成而沒(méi)有特別限制，所述材料不在電池中導(dǎo)致不合適的化學(xué)變化并且具有合適的電導(dǎo)率。例如，所述正極集流體可包括選自如下的至少一種：銅，不銹鋼，鋁，鎳，鈦，燒結(jié)碳，用碳、鎳、鈦、銀進(jìn)行表面處理的銅或不銹鋼，和鋁-鎘合金。另外，可在所述正極集流體的表面上形成細(xì)微的不平坦結(jié)構(gòu)以提升所述正極集流體對(duì)所述正極活性材料的粘合強(qiáng)度。所述正極集流體可以多種形式例如膜、片、箔、網(wǎng)、多孔體、成型體、和無(wú)紡物使用。所述正極可具有至少2.0g/cc的混合密度。此外，所述負(fù)極可如下制備。所述負(fù)極可以與在正極的制備中相同的方式制備，除了使用負(fù)極活性材料代替所述正極活性材料之外。另外，當(dāng)制備用于形成負(fù)極漿料的組合物時(shí)，導(dǎo)電材料、粘合劑、和溶劑可與關(guān)于正極的制備所定義的那些相同。例如，可將負(fù)極活性材料、粘合劑、和溶劑混合在一起以制備用于形成負(fù)極漿料的組合物。這里，可任選地將導(dǎo)電材料與其混合?？蓪⑺鲇糜谛纬韶?fù)極漿料的組合物直接涂覆在負(fù)極集流體上，由此制備負(fù)極。替代地，可通過(guò)如下制備負(fù)極：將用于形成負(fù)極漿料的組合物在單獨(dú)的載體上流延以形成負(fù)極活性材料膜，可然后將其從載體分離并且層疊在負(fù)極集流體上。作為所述負(fù)極活性材料，可使用上述電極活性材料。另外，除上述電極活性材料之外，所述負(fù)極活性材料可包括在鋰二次電池領(lǐng)域中使用的適于作為負(fù)極活性材料的任何材料。例如，所述負(fù)極活性材料可包括選自如下的至少一種：鋰金屬、可與鋰合金化的金屬、過(guò)渡金屬氧化物、非過(guò)渡金屬氧化物、和碳質(zhì)材料。例如，所述可與鋰合金化的金屬可為si、sn、al、ge、鉛(pb)、鉍(bi)、銻(sb)、si-y'合金(其中y'為堿金屬、堿土金屬、13-16族元素、過(guò)渡金屬、稀土元素、或其組合，且不是si)、或sn-y'合金(其中y'為堿金屬、堿土金屬、13-16族元素、過(guò)渡金屬、稀土元素、或其組合，且不是sn)。元素y'可包括mg、ca、sr、鋇(ba)、鐳(ra)、鈧(sc)、y、ti、zr、鉿(hf)、v、鈮(nb)、鉭(ta)、cr、mo、鎢(w)、锝(tc)、錸(re)、fe、pb、釕(ru)、鋨(os)、銠(rh)、銥(ir)、鈀(pd)、鉑(pt)、cu、ag、金(au)、鋅(zn)、鎘(cd)、b、al、ga、sn、銦(in)、ge、p、as、sb、bi、s、硒(se)、碲(te)、釙(po)、或其組合。例如，所述過(guò)渡金屬氧化物可包括鋰鈦氧化物、氧化釩、或氧化鋰釩。例如，所述非過(guò)渡金屬氧化物可包括sno2或siox(其中0<x<2)。所述碳質(zhì)材料可包括結(jié)晶碳、無(wú)定形碳、或其組合。所述結(jié)晶碳的實(shí)例包括非成形、板、鱗片、球形或纖維形式的天然石墨或人造石墨。所述無(wú)定形碳的實(shí)例包括軟碳(例如，在低溫下燒結(jié)的碳)、硬碳、中間相瀝青碳化產(chǎn)物、或燒結(jié)焦炭等。所述負(fù)極活性材料、導(dǎo)電材料、粘合劑、和溶劑的量與在鋰二次電池中通常使用的那些類似。所述負(fù)極集流體可制備成具有在約3μm-約500μm的范圍內(nèi)的厚度。所述負(fù)極集流體可由本領(lǐng)域中可利用的任何合適的材料制成而沒(méi)有特別限制，所述材料不在電池中引起不合乎需要的化學(xué)變化，并且具有合適的電導(dǎo)率。例如，所述負(fù)極集流體可包括選自如下的至少一種：銅，不銹鋼，鋁，鎳，鈦，燒結(jié)碳，用碳、鎳、鈦、銀進(jìn)行表面處理的銅或不銹鋼，和鋁-鎘合金。另外，可在所述負(fù)極集流體的表面上形成細(xì)微的不平坦結(jié)構(gòu)以提升所述負(fù)極集流體對(duì)所述負(fù)極活性材料的粘合強(qiáng)度。所述負(fù)極集流體可以多種形式例如膜、片、箔、網(wǎng)、多孔體、成型體、和無(wú)紡物使用。然后，準(zhǔn)備待設(shè)置在所述正極和所述負(fù)極之間的隔板。本文中使用的隔板可為在鋰電池中使用的合適的隔板。特別地，可使用具有低的對(duì)電解質(zhì)的離子移動(dòng)的阻力和優(yōu)異的電解質(zhì)潤(rùn)濕能力的隔板。例如，所述隔板可選自玻璃纖維、聚酯、特氟隆、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(ptfe)、或其組合，且可為紡織或無(wú)紡物的形式。本文中使用的隔板可具有在約0.01μm-約10μm的范圍內(nèi)的孔徑、和在約5μm-約300μm的范圍內(nèi)的厚度。包含鋰鹽的非水電解質(zhì)包括非水電解質(zhì)和鋰鹽，且所述非水電解質(zhì)可包括非水溶劑、有機(jī)固體電解質(zhì)、或無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)。所述非水溶劑可包括例如非質(zhì)子有機(jī)溶劑例如n-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁內(nèi)酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、二甲亞砜、1,3-二氧戊環(huán)、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三甲酯、三甲氧基甲烷、二氧戊環(huán)衍生物、環(huán)丁砜、甲基環(huán)丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸亞丙酯衍生物、四氫呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯、或丙酸乙酯。所述有機(jī)固體電解質(zhì)可包括例如聚乙烯衍生物、聚氧化乙烯衍生物、聚氧化丙烯衍生物、磷酸酯聚合物、聚賴氨酸、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、或包括離子型能解離基團(tuán)的聚合物。所述無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)可包括例如包含鋰(li)的氮化物、鹵化物、硫化物或硫酸鹽，例如li3n、lii、li5ni2、li3n-lii-lioh、li2sis3、li4sio4、li4sio4-lii-lioh、和li3po4-li2s-sis2。所述鋰鹽可包括在鋰二次電池中商業(yè)上使用的任何鋰鹽，且容易地溶解在非水電解質(zhì)中的鋰鹽的實(shí)例包括licl、libr、lii、liclo4、libf4、lib10cl10、lipf6、licf3so3、licf3co2、liasf6、lisbf6、lialcl4、ch3so3li、(cf3so2)2nli、氯硼酸鋰、低級(jí)脂族羧酸鋰、四苯基硼酸鋰、或酰亞胺鋰。根據(jù)所使用的隔板和電解質(zhì)，鋰二次電池可分類為鋰離子二次電池、鋰離子聚合物二次電池、和鋰聚合物二次電池。根據(jù)其形狀，鋰二次電池還可分類為圓柱形電池、方形電池、硬幣形電池、或袋形電池。根據(jù)其尺寸，鋰二次電池還可分類為塊(大體積)型電池或薄膜型電池。制造鋰二次電池的方法是本領(lǐng)域中廣泛知曉的，且因而在本說(shuō)明書中將省略所述方法的描述。圖4為根據(jù)示例性實(shí)施方式的鋰二次電池200的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖4中所示，鋰二次電池200包括正極214、隔板213、和負(fù)極212。將正極214、隔板213、和負(fù)極212卷繞或折疊以被接收到電池容器220中。然后，將有機(jī)電解質(zhì)引入電池容器220中，并且用密封元件240密封，由此完成鋰電池200的制造。電池容器220可為圓柱形的、矩形的或薄膜形的。例如，鋰電池200可為大的薄膜電池。鋰電池200可為例如鋰離子二次電池。此外，隔板213可設(shè)置在正極214和負(fù)極212之間，由此形成電極組件。一旦將所述電極組件以雙單元電池結(jié)構(gòu)層疊，便可向其中浸漬有機(jī)電解質(zhì)，并且將所得產(chǎn)物放到袋中且密封，由此完成鋰離子聚合物二次電池的制造。此外，可將多個(gè)電極組件層疊以形成電池組，且由此形成的電池組可用在所有需要高容量和高功率的裝置例如筆記本、智能手機(jī)、電驅(qū)動(dòng)工具、和電動(dòng)車中。另外，所述鋰二次電池在高溫下可具有優(yōu)異的存儲(chǔ)穩(wěn)定性、壽命特性、和高效率特性，且因而在電動(dòng)車(ev)中可為有用的。例如，所述鋰二次電池可應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)車?yán)绮咫娛交旌蟿?dòng)力電動(dòng)車(phev)。在根據(jù)示例性實(shí)施方式的鋰二次電池中，上述電極活性材料可用作負(fù)極活性材料。然而，在根據(jù)示例性實(shí)施方式的鋰硫二次電池中，上述電極活性材料可用作正極活性材料。根據(jù)另一方面，制備所述電極活性材料的方法包括：通過(guò)使?jié){料聚集而獲得二次顆粒，所述漿料包括多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒和導(dǎo)電材料；和將用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液注入到所述二次顆粒，隨后進(jìn)行熱處理，以獲得二次顆粒型電極活性材料。例如，制備電極活性材料的方法可包括：使多個(gè)含硅材料的一次顆粒、導(dǎo)電材料、和溶劑接觸以形成漿料；將所述漿料混合以使所述一次顆粒和所述導(dǎo)電材料聚集從而形成包括所述一次顆粒和所述導(dǎo)電材料的二次顆粒；提供用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液；使所述二次顆粒和所述用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液接觸以形成混合物；和熱處理所述混合物以獲得所述電極活性材料?？墒顾霭ǘ鄠€(gè)基于硅的材料的一次顆粒和導(dǎo)電材料的漿料聚集以獲得二次顆粒。獲得二次顆?？赏ㄟ^(guò)如下進(jìn)行：將所述包括多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒和導(dǎo)電材料的漿料攪拌和聚集。這里，所述漿料可進(jìn)一步包括粘合劑。本文中使用的導(dǎo)電材料可包括選自如下的至少一種：碳質(zhì)納米支架、和鱗片或球形石墨。所述漿料可進(jìn)一步包括無(wú)機(jī)納米顆粒。通過(guò)將所述包括多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒和導(dǎo)電材料的漿料攪拌和聚集而獲得二次顆?？扇缦逻M(jìn)行。首先，將所述碳質(zhì)納米支架、鱗片或球形石墨、和粘合劑添加到溶劑以形成第一混合物。使所述第一混合物經(jīng)歷第一超聲攪拌步驟和/或第一機(jī)械攪拌步驟充分地足夠的時(shí)間(例如，約1-3小時(shí))，由此獲得第一混合漿料。本文中使用的粘合劑可為與所述化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物相同或不同的聚合物。所述碳質(zhì)納米支架、粘合劑、和溶劑的配置、類型和量與以上定義的那些相同，且因而在下面的示例性實(shí)施方式中將省略其描述。在制備的二次顆粒型電極活性材料中，根據(jù)所述粘合劑的混合重量比率對(duì)所述碳質(zhì)納米支架的混合重量比率，可根據(jù)期望的電池的電池性能適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)其中的孔隙率。然后，將所述多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒例如單獨(dú)的硅粉末添加到所述第一混合漿料以形成第二混合物。使所述第二混合物經(jīng)歷第二超聲攪拌步驟和/或第二機(jī)械攪拌步驟充分地足夠的時(shí)間(例如，約1-3小時(shí))，由此獲得第二混合漿料。所述多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒可包括單獨(dú)的硅或硅復(fù)合物的一次顆粒。例如，所述硅復(fù)合物的一次顆粒可包括硅芯和包覆層，其中所述硅芯浸漬到包含無(wú)機(jī)納米顆粒的包覆溶液中以由此獲得設(shè)置在所述硅芯的表面上的包括無(wú)機(jī)納米顆粒的包覆層。所述多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒的配置、類型和量與以上定義的那些相同，且因而在下面的示例性實(shí)施方式中將省略其描述。所述第二混合漿料中的固體內(nèi)容物的量可在約1-約50重量％、例如約2-約40重量％或約3.0-約30重量％的范圍內(nèi)，基于所述第二混合漿料的總重量。如本文中使用的術(shù)語(yǔ)“固體內(nèi)容物的量”指的是固體材料相對(duì)于包括多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒、粘合劑、碳質(zhì)納米支架、鱗片或球形石墨、無(wú)機(jī)納米顆粒、和溶劑的漿料的總重量的以百分?jǐn)?shù)計(jì)的量，其中所述固體材料表示在從漿料除去溶劑之后在漿料中留下的固體材料?？蓪⒌诙旌蠞{料噴霧干燥以獲得所述二次顆粒。本文中使用的噴霧干燥器可為本領(lǐng)域中典型地可利用的任何噴霧干燥器，且例如可為超聲噴霧干燥器、空氣噴嘴噴霧干燥器、超聲噴嘴噴霧干燥器、過(guò)濾膨脹氣溶膠產(chǎn)生器、或靜電噴霧干燥器，但是所述噴霧干燥器不限于此。所述第二混合漿料可在噴霧室中在約50℃-約300℃范圍內(nèi)的溫度下通過(guò)以高的速度旋轉(zhuǎn)的圓盤噴射，并且噴射和干燥可在相同的腔室中在惰性氣氛例如填充有氮?dú)獾臍夥罩羞M(jìn)行。這里，所述第二混合漿料可具有在約1ml/分鐘-約100ml/分鐘的范圍內(nèi)的流動(dòng)速度。然而，為了獲得所述第二混合漿料的固體內(nèi)容物，可通過(guò)控制所述第二混合漿料的通量和流動(dòng)速度、燒結(jié)溫度、在噴霧室中的停留時(shí)間、內(nèi)部壓力等適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)噴霧干燥條件。另外，在所述第二混合漿料的噴霧干燥之后，可另外使所述第二混合漿料經(jīng)歷在約600℃-約1,100℃、例如約700℃-約1,000℃范圍內(nèi)的溫度下在惰性氣氛(例如，填充有惰性氣體例如氮?dú)獾亩栊詺夥?中的燒結(jié)過(guò)程約1-約5小時(shí)。另外，除噴霧干燥方法之外，通過(guò)使用所述第二混合漿料獲得所述第二顆?？赏ㄟ^(guò)本領(lǐng)域中用于獲得二次顆粒的任何方法進(jìn)行。然后，可將所述用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液添加到所獲得的二次顆粒以形成混合物，隨后對(duì)所述混合物進(jìn)行熱處理，由此制備所述二次顆粒型電極活性材料。所述用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液可包含包括至少一個(gè)選自羥基、醛基、羧基、胺基、和酰胺基的可化學(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)的單體。例如，所述單體可包括乙烯醇單體、丙烯酸單體、酰亞胺單體、羧甲基纖維素單體、或其組合。所述二次顆粒型電極活性材料中的所述包括可化學(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)的單體的量可在約0.1-約99.9重量份、例如約0.1-約90重量份、約0.1-約80重量份、約0.1-約70重量份、約0.2-約60重量份、約1-約50重量份、約2-約40重量份、約3-約30重量份、或約5-約30重量份的范圍內(nèi)，基于100重量份的所述二次顆粒型電極活性材料?？筛鶕?jù)期望的電池的性能適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)所述二次顆粒型電極活性材料中的所述包括可化學(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)的單體的量。然而，當(dāng)所述二次顆粒型電極活性材料中的所述包括可化學(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)的單體的量在約5-約30重量份的范圍內(nèi)時(shí)，包括所述二次顆粒型電極活性材料的電池可具有顯著改善的壽命特性。如果期望，可向所述用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液另外添加交聯(lián)劑和/或聚合引發(fā)劑。如果期望，可向所述用于形成化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的溶液另外添加乳化劑或分散劑。所述交聯(lián)劑可包括例如多元醇或多元環(huán)氧化合物(多羥基環(huán)氧化合物)。所述多元醇的實(shí)例包括脂族多元醇例如乙二醇、丙三醇、和聚乙烯醇，以及芳族多元醇例如鄰苯二酚、間苯二酚、和對(duì)苯二酚。所述多元環(huán)氧化合物的實(shí)例包括脂族多元環(huán)氧化合物例如甘油基多縮水甘油醚和三羥甲基丙烷多縮水甘油醚，以及芳族多元環(huán)氧化合物例如雙酚a型環(huán)氧化合物。然而，所述交聯(lián)劑的實(shí)例不限于此，并且可使用能夠使包括可化學(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)的單體交聯(lián)的任何交聯(lián)劑。所述交聯(lián)劑可用于適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)交聯(lián)密度，且因此，可改善所述二次顆粒型電極活性材料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在制備的二次顆粒型電極活性材料中，根據(jù)包括可化學(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)的單體的類型和交聯(lián)密度，所述化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物可起作用以適當(dāng)?shù)乜刂其囯x子相對(duì)于所述多個(gè)基于硅的材料的一次顆粒的反應(yīng)和擴(kuò)散程度。所述交聯(lián)劑的量可例如在約1-約40重量％的范圍內(nèi)，基于所述包括可化學(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)的單體的總重量。所述聚合引發(fā)劑的實(shí)例包括有機(jī)過(guò)氧化物例如月桂基過(guò)氧化物、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯、過(guò)氧化二碳酸二-2-乙基己酯、過(guò)氧化三甲基乙酸叔丁酯、和3,3,5-三甲基己?；^(guò)氧化物；偶氮化合物例如α,α'-偶氮二異丁腈；過(guò)硫酸銨；和過(guò)硫酸鉀。所述聚合引發(fā)劑可單獨(dú)地或者以任意比率的兩種或多種類型的聚合引發(fā)劑的組合使用。然而，所述聚合引發(fā)劑沒(méi)有特別限制，并且可使用能夠?qū)Π苫瘜W(xué)交聯(lián)的官能團(tuán)的單體進(jìn)行熱聚合的任何聚合引發(fā)劑。所述聚合引發(fā)劑的量可與在熱聚合期間商業(yè)上使用的類似。聚合所需的溫度和時(shí)間可根據(jù)聚合方法和聚合引發(fā)劑的類型確定。通常，進(jìn)行聚合的溫度可為約30℃或更高，而進(jìn)行聚合的時(shí)間可在約0.5-約30小時(shí)的范圍內(nèi)。另外，可使用基于胺的添加劑作為聚合助劑。另外，導(dǎo)電材料、乳化劑、或分散劑可以與在熱聚合期間使用的那些類似的量使用。所述熱處理可在低于600℃、例如約300℃或更低的溫度下進(jìn)行。例如，所述熱處理可在約200℃的溫度下進(jìn)行。例如，所述熱處理可進(jìn)行約1-約12小時(shí)，但是可適當(dāng)?shù)馗淖冞@樣的條件。所述處理可在空氣中或在氧化性氣氛中進(jìn)行。在所述熱處理之后，可獲得其中形成未碳化的化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物的二次顆粒型電極活性材料。這里，所述二次顆粒型電極活性材料可為不溶性的。然后，可將所獲得的二次顆粒型電極活性材料在烘箱中干燥-冷卻。在下文中，將參照下列實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明構(gòu)思。然而，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明的目的且不意圖限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍。實(shí)施例實(shí)施例1：電極活性材料的制備將基于100重量份的電極活性材料的約5重量份的多壁碳納米管(mwcnt)(由cntco.，ltd制造，并且具有97％或更大的純度、20nm的平均管徑、和在約1μm-約25μm的范圍內(nèi)的平均管長(zhǎng)度)、約50重量份的石墨粉末(由seccarbonltd制造(例如，sgp-1)并且具有約4μm的平均粒徑)、和約10重量份的聚乙烯醇(pva)(由sigma-aldrich制造并且具有在約31,000-約51,000的范圍內(nèi)的重均分子量mw)混合以制備pva水溶液(在蒸餾水中的42重量％)。使所制備的pva水溶液經(jīng)歷第一超聲分散約1小時(shí)，由此獲得第一混合漿料。將基于100重量份的電極活性材料的約35重量份的硅粉末(具有約150μm的平均粒徑)添加到所述第一混合漿料，隨后進(jìn)行第二超聲分散約1小時(shí)，由此獲得第二混合漿料。這里，所述第二混合漿料中的固體內(nèi)容物的量為約15重量％，基于所述第二混合漿料的總重量.將所述第二混合漿料通過(guò)使用噴霧干燥器(由buchi制造的minispraydryerb-290，雙流體噴嘴型)在約220℃的溫度下用以60升/分鐘噴射的氮?dú)鈬婌F干燥，由此制備包括硅粉末、mwcnt、石墨粉末、和pva的復(fù)合物顆粒。然后，使所述復(fù)合物顆粒在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)歷在約750℃的溫度下的燒結(jié)過(guò)程約12小時(shí)，由此獲得二次顆粒。通過(guò)如下制備水溶液：將mwcnt添加在基于100重量份的所獲得的二次顆粒的約5重量份的pva(由sigma-aldrich制造并且具有約130,000的重均分子量mw)中以具有約2重量％的在其中的固體內(nèi)容物的量。通過(guò)緩慢地升高環(huán)境溫度和壓力，使所述水溶液充分地滲透到所述二次顆粒中。然后，使用旋轉(zhuǎn)真空蒸發(fā)設(shè)備在緩慢地升高環(huán)境溫度的同時(shí)將所述二次顆粒排氣，由此除去和蒸發(fā)所述二次顆粒中的水。然后，使從其除去水的二次顆粒經(jīng)歷在空氣中在約200℃的溫度下的熱處理約2小時(shí)。結(jié)果，制備其中形成未碳化的、不溶性的且化學(xué)交聯(lián)的pva的二次顆粒型電極活性材料。實(shí)施例2：電極活性材料的制備以與實(shí)施例1中相同的方式制備其中形成未碳化的、不溶性的且化學(xué)交聯(lián)的pva的二次顆粒型電極活性材料，除了如下之外：通過(guò)緩慢地升高環(huán)境溫度和壓力使通過(guò)將mwcnt添加到基于100重量份的所獲得的二次顆粒的約10重量份的pva而不是約5重量份的pva(由sigma-aldrich制造并且具有約130,000的重均分子量mw)以具有約2重量％的在其中的固體內(nèi)容物而制備的水溶液充分地滲透到二次顆粒中。實(shí)施例3：電極活性材料的制備以與實(shí)施例1中相同的方式制備其中形成未碳化的、不溶性的且化學(xué)交聯(lián)的pva的二次顆粒型電極活性材料，除了如下之外：通過(guò)緩慢地升高環(huán)境溫度和壓力使通過(guò)將mwcnt添加到基于100重量份的所獲得的二次顆粒的約20重量份的pva而不是約5重量份的pva(由sigma-aldrich制造并且具有約130,000的重均分子量mw)以具有約2重量％的在其中的固體內(nèi)容物而制備的水溶液充分地滲透到二次顆粒中。實(shí)施例4：電極活性材料的制備將基于100重量份的電極活性材料的約10重量份的mwcnt(由cntco.，ltd制造，并且具有97％或更大的純度、20nm的平均管徑、和在約1μm-約25μm的范圍內(nèi)的平均管長(zhǎng)度)、約45重量份的石墨粉末(由seccarbonltd制造(例如，sgp-1)并且具有約4μm的平均粒徑)、和約10重量份的pva(由sigma-aldrich制造并且具有在約31,000-約51,000的范圍內(nèi)的重均分子量mw)混合以制備pva水溶液。使所制備的pva水溶液經(jīng)歷第一超聲分散約1小時(shí)，由此獲得第一混合漿料。將基于100重量份的電極活性材料的約35重量份的硅粉末(具有約150μm的平均粒徑)添加到所述第一混合漿料，隨后進(jìn)行第二超聲分散約1小時(shí)，由此獲得第二混合漿料。這里，所述第二混合漿料中的固體內(nèi)容物的量為約15重量％，基于所述第二混合漿料的總重量。將所述第二混合漿料通過(guò)使用噴霧干燥器(由buchi制造的minispraydryerb-290，雙流體噴嘴型)在約220℃的溫度下用以60升/分鐘噴射的氮?dú)鈬婌F干燥，由此制備包括硅粉末、mwcnt、石墨粉末、和pva的復(fù)合物顆粒。然后，使所述復(fù)合物顆粒在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)歷在約750℃的溫度下的燒結(jié)過(guò)程約12小時(shí)，由此獲得二次顆粒。通過(guò)如下制備溶液：將mwcnt添加在基于100重量份的所獲得的二次顆粒的約10重量份的n-甲基-2-吡咯烷酮溶液中以具有約2重量％的在其中的固體內(nèi)容物的量，其中n-甲基-2-吡咯烷酮溶液是通過(guò)在其中溶解聚(酰胺酸)(可由samsungfinechemicalsco.，ltd得到并且具有在約30,000-約60,000的范圍內(nèi)的重均分子量mw)而制備的。通過(guò)緩慢地升高環(huán)境溫度和壓力，使所述水溶液充分地滲透到所述二次顆粒中。然后，使用旋轉(zhuǎn)真空蒸發(fā)設(shè)備在緩慢地升高環(huán)境溫度的同時(shí)將所述二次顆粒排氣，由此除去和蒸發(fā)所述二次顆粒中包含的n-甲基-2-吡咯烷酮。然后，使從其除去n-甲基-2-吡咯烷酮的二次顆粒經(jīng)歷在空氣中在約200℃的溫度下的熱處理約2小時(shí)。結(jié)果，制備其中形成未碳化的、不溶性的且化學(xué)交聯(lián)的聚酰亞胺的二次顆粒型電極活性材料。實(shí)施例5：電極活性材料的制備以與實(shí)施例4中相同的方式制備其中形成在聚(酰胺酸)的酰亞胺化時(shí)形成的未碳化的、不溶性的且化學(xué)交聯(lián)的聚酰亞胺的二次顆粒型電極活性材料，除了如下之外：使二次顆粒經(jīng)歷在空氣中在約250℃的溫度下的熱處理約2小時(shí)，而不是在空氣中在約200℃的溫度下的熱處理約2小時(shí)。對(duì)比例1：電極活性材料的制備將基于100重量份的電極活性材料的約5重量份的mwcnt(由cntco.，ltd制造，并且具有97％或更大的純度、20nm的平均管徑、和在約1μm-約25μm的范圍內(nèi)的平均管長(zhǎng)度)、約50重量份的石墨粉末(由seccarbonltd制造(例如，sgp-1)并且具有約4μm的平均粒徑)、和約10重量份的pva(由sigma-aldrich制造并且具有在約31,000-約51,000的范圍內(nèi)的重均分子量mw)混合以制備pva水溶液。使所制備的pva水溶液經(jīng)歷第一超聲分散約1小時(shí)，由此獲得第一混合漿料。將基于100重量份的電極活性材料的約35重量份的硅粉末(具有約150μm的平均粒徑)添加到所述第一混合漿料，隨后進(jìn)行第二超聲分散約1小時(shí)，由此獲得第二混合漿料。這里，所述第二混合漿料中的固體內(nèi)容物的量為約15重量％，基于所述第二混合漿料的總重量。將所述第二混合漿料通過(guò)使用噴霧干燥器(由buchi制造的minispraydryerb-290，雙流體噴嘴型)在約220℃的溫度下用以60升/分鐘噴射的氮?dú)鈬婌F干燥，由此制備包括硅粉末、mwcnt、石墨粉末、和pva的復(fù)合物顆粒。然后，使所述復(fù)合物顆粒在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)歷在約750℃的溫度下的燒結(jié)過(guò)程約12小時(shí)，由此獲得二次顆粒。實(shí)施例6：鋰二次電池(即，硬幣型單元電池)的制備將實(shí)施例1的電極活性材料的粉末與包括聚丙烯酸鋰的粘合劑(可由sigma-aldrich得到的lipaa)、炭黑(lionspecialtychemicals，kb，kb600jd)、和石墨粉末(mc20，sfg6)在n-甲基-2-吡咯烷酮溶劑中均勻地混合，由此制備其中實(shí)施例1的電極活性材料的粉末、lipaa、炭黑、和石墨粉末中的固體內(nèi)容物的混合比為約40:8:1:51的用于形成負(fù)極活性材料的漿料。將具有10μm的厚度的銅箔用所述用于形成負(fù)極活性材料的漿料根據(jù)棒涂法涂覆到在約50μm-約60μm的范圍內(nèi)的厚度。將涂覆的銅箔干燥，然后，另外在120℃的溫度下真空干燥，由此制備負(fù)極板。將負(fù)極板輥壓，由此制備用于硬幣型單元電池的片形負(fù)極。這里，所述負(fù)極具有在約3.0mah/cm2-約3.5mah/cm2的范圍內(nèi)的容量。使用所述負(fù)極制備具有約20mm的直徑的硬幣型半單元電池(cr2032型)。當(dāng)制備所述硬幣型半單元電池(cr2032型)時(shí)，使用鋰金屬作為對(duì)電極，并且使用其中1.0mlipf6溶解于碳酸亞乙酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、和碳酸氟代亞乙酯(fec)(體積比為2:6:2)的混合溶劑中的鋰鹽溶液作為電解質(zhì)。實(shí)施例7-10：硬幣型半單元電池的制備以與實(shí)施例6中相同的方式制備硬幣型半單元電池，除了如下之外：在用于負(fù)極活性材料的漿料的制備中，各自使用實(shí)施例2-5的電極活性材料的粉末代替實(shí)施例1的電極活性材料的粉末。對(duì)比例2：硬幣型半單元電池的制備以與實(shí)施例6中相同的方式制備硬幣型半單元電池(cr2032型)，除了如下之外：在用于負(fù)極活性材料的漿料的制備中，使用對(duì)比例1的電極活性材料的粉末代替實(shí)施例1的電極活性材料的粉末。分析實(shí)施例1：對(duì)電極活性材料的顆粒形狀和橫截面的sem分析使實(shí)施例2的電極活性材料經(jīng)歷sem分析。通過(guò)使用由jeol制造的jsm-7600f進(jìn)行sem分析。對(duì)實(shí)施例2的電極活性材料在其顆粒形狀和橫截面方面進(jìn)行觀察，并且觀察結(jié)果示于圖3a和3b中。參照?qǐng)D3a，證實(shí)，實(shí)施例2的電極活性材料是以各自具有約8μm的直徑的球形二次顆粒的形式制備的。參照?qǐng)D3b，證實(shí)，多個(gè)一次顆粒均勻地分布在實(shí)施例2的電極活性材料的球形二次顆粒中，并且微細(xì)的孔分布在彼此相鄰的一次顆粒之間。評(píng)價(jià)實(shí)施例1：充電和放電測(cè)試(1)dq/dv曲線將根據(jù)對(duì)比例2和實(shí)施例7制備的鋰二次電池各自在室溫(25℃)下以0.1c倍率的恒定電流充電直至所述鋰電池的電壓達(dá)到約0.01v(相對(duì)于li)，然后各自以0.1c倍率的恒定電流放電直至電壓達(dá)到約1.5v的截止電壓。隨后，將根據(jù)對(duì)比例2和實(shí)施例7制備的鋰二次電池各自以與以上所述相同的方式充電，然后各自以0.2c倍率的恒定電流放電直至電壓達(dá)到1.0v。將該充電和放電循環(huán)重復(fù)4次。隨后，將根據(jù)對(duì)比例2和實(shí)施例7制備的鋰二次電池各自以與如上所述相同的方式以1c倍率的恒定電流充電，然后各自以1c倍率的恒定電流放電直至電壓達(dá)到1.0v。將該充電和放電循環(huán)重復(fù)15次。這里，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“c”指的是單元電池或電池的就流動(dòng)以在一個(gè)小時(shí)內(nèi)將其容量徹底釋放的電流而言的電流速率。圖5a和5b各自為顯示基于所述鋰二次電池的充電和放電曲線的所述鋰二次電池的依賴于電壓的微分容量(dq/dv)的部分的圖。參照?qǐng)D5a，當(dāng)進(jìn)行充電和放電循環(huán)10次時(shí)，對(duì)比例2的鋰二次電池在約480mv的運(yùn)行電勢(shì)下顯示出dq/dv峰。參照?qǐng)D5b，當(dāng)進(jìn)行充電和放電循環(huán)10次時(shí)，實(shí)施例7的鋰二次電池在約487mv的運(yùn)行電勢(shì)下顯示出dq/dv峰。即，與對(duì)比例2的鋰二次電池相比，證實(shí)，當(dāng)進(jìn)行充電和放電循環(huán)10次時(shí)，實(shí)施例7的鋰二次電池顯示出增加約7mv的dq/dv峰。另外，參照?qǐng)D5a，證實(shí)，當(dāng)進(jìn)行充電和放電循環(huán)10次時(shí)，對(duì)比例2的鋰二次電池顯示出具有約0.023v(即，230mv)的fwhm(在最大峰的一半高度處的峰的寬度)的dq/dv峰。參照?qǐng)D5b，證實(shí)，當(dāng)進(jìn)行充電和放電循環(huán)10次時(shí)，實(shí)施例7的鋰二次電池顯示出具有約0.05v(即，500mv)的fwhm的dq/dv峰。因此，與對(duì)比例2的鋰二次電池相比，實(shí)施例7的鋰二次電池顯示出具有增加約0.027v(即，270mv)的fwhm的dq/dv峰。(2)壽命特性將根據(jù)實(shí)施例7-12制備的鋰二次電池各自在室溫(25℃)下以0.1c倍率的恒定電流充電直至所述鋰二次電池的電壓達(dá)到約0.01v(相對(duì)于li)，然后各自以0.1c倍率的恒定電流放電直至電壓達(dá)到約1.5v的截止電壓。這里，(在第1次循環(huán)時(shí))測(cè)量所述鋰二次電池的充電容量和放電容量。隨后，將根據(jù)實(shí)施例7-12制備的鋰二次電池各自以與上述相同的方式充電，然后各自以0.2c倍率的恒定電流放電直至電壓達(dá)到1.0v。將該充電和放電循環(huán)重復(fù)4次。隨后，將根據(jù)實(shí)施例7-12制備的鋰二次電池各自以與如上所述相同的方式以1c倍率的恒定電流充電，然后各自以1c倍率的恒定電流放電直至電壓達(dá)到1.0v。將該充電和放電循環(huán)重復(fù)27次。這里，在第27次循環(huán)時(shí)測(cè)量所述鋰二次電池各自的放電容量?；诟鶕?jù)方程1的計(jì)算評(píng)價(jià)所述鋰二次電池的壽命特性。評(píng)價(jià)結(jié)果的一些示于表1和圖6中。方程1容量保持力[％]＝[在第27次循環(huán)時(shí)的放電容量/在第1次循環(huán)時(shí)的放電容量]×100％表1容量保持力(％)實(shí)施例782實(shí)施例883實(shí)施例980實(shí)施例1075實(shí)施例1170實(shí)施例1285參照表1和圖6，證實(shí)，根據(jù)實(shí)施例7-12制備的鋰二次電池各自顯示出至少約70％的容量保持力。另外，在室溫(25℃)下的相同的充電和放電測(cè)試條件(相對(duì)于li)下，對(duì)根據(jù)實(shí)施例10和對(duì)比例2制備的鋰二次電池重復(fù)充電和放電循環(huán)110次。這里，在第110次循環(huán)時(shí)測(cè)量所述鋰二次電池各自的放電容量。基于根據(jù)方程2的計(jì)算評(píng)價(jià)所述鋰二次電池的標(biāo)準(zhǔn)化的容量保持力。評(píng)價(jià)結(jié)果的一些示于表2和圖7中。方程2標(biāo)準(zhǔn)化的容量保持力[％]＝[在第100次循環(huán)時(shí)的放電容量/在第1次循環(huán)時(shí)的放電容量]×100％表2參照表2和圖7，與根據(jù)對(duì)比例2制備的鋰電池的相比，根據(jù)實(shí)施例10制備的鋰電池顯示出在其標(biāo)準(zhǔn)化的容量保持力方面的改善。因此，證實(shí)，與根據(jù)對(duì)比例2制備的鋰電池的相比，根據(jù)實(shí)施例10制備的鋰電池具有改善的壽命特性。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方式，基于二次顆粒的電極活性材料包括多個(gè)基于硅的一次顆粒、導(dǎo)電材料、和化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物，其中所述化學(xué)交聯(lián)的水不溶性的聚合物用作鋰離子的反應(yīng)和擴(kuò)散的控制劑。包括所述電極活性材料的電極和二次電池可具有改善的充電/放電特性。應(yīng)理解，本文中描述的示例性實(shí)施方式應(yīng)僅在描述的意義上考慮且不用于限制的目的。各示例性實(shí)施方式中的特征或方面的描述應(yīng)被認(rèn)為可用于其它示例性實(shí)施方式中的其它類似特征或方面。盡管已經(jīng)參照附圖描述了一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離如由下列權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)方面的多種變化。當(dāng)前第1頁(yè)12