用于锂二次电池组的层状芯-壳阴极活性材料，其制造方法和使用其的锂二次电池组

摘要

本发明公开一种用于二次锂电池组的层状芯-壳阴极活性材料，该材料的芯层具有结构式Li_1+a[M_xMn_1-x]₂O₄，式中M选自下组：Ni、Co、Mg、Zn、Ca、Sr、Cu、Zr、P、Fe、Al、Ga、In、Cr、Ge、Sn以及它们的组合，且0.01≤x≤0.25，0≤a≤0.1；壳层具有结构式Li_1+a[M′_yMn_1-y]₂O₄，式中M′选自下组：Ni、Mg、Cu、Zn以及它们的组合，0.01≤y≤0.5，0≤a≤0.1。该层状阴极活性材料中，芯层相当于4V的尖晶石型锰阴极，其作用是提高活性材料的电容量，而壳层相当于5V的尖晶石型过渡金属混合物基的阴极，壳层具有足够的电化学稳定性，足以防止组分与电解液反应，以及防止过渡金属溶解于电解液，因而改进活性材料的热特性和寿命特性。

主权项

1. 一种用于二次锂电池组的阴极活性材料，该材料包含具有以下结构式的多层芯-壳结构：Li1+a[(MxMn1-x)1-z(M′yMn1-y)z]2O4，该结构式中的M选自下组：Ni、Co、Mg、Zn、Ca、Sr、Cu、Zr、P、Fe、Al、Ga、In、Cr、Ge、Sn、以及它们的组合，M′选自下组：Ni、Mg、Cu、Zn、以及它们的组合，M′不同于M，0.01≤x≤0.25，0.01≤y≤0.5，0.01≤z≤0.5和0≤a≤0.1；其中，所述多层芯-壳结构包括具有结构式Li1+a[MxMn1-x]2O4的芯体和具有结构式Li1+a[M′yMn1-y]2O4的壳体，结构式Li1+a[MxMn1-x]2O4中的M选自下组：Ni、Co、Mg、Zn、Ca、Sr、Cu、Zr、P、Fe、Al、Ga、In、Cr、Ge、Sn、以及它们的组合，且0.01≤x≤0.25，0≤a≤0.1；结构式Li1+a[M′yMn1-y]2O4中的M′选自下组：Ni、Mg、Cu、Zn、以及它们的组合，0.01≤y≤0.5，0≤a≤0.1。