[发明专利]一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的系统及方法

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的方法，包括以下步骤：

（一）正极材料粉体由料仓（1）经螺旋进料器（2）和预热器进料阀（3）进入流化床粉体预热器（4）停留一定时间，经一级预热尾气旋风分离器（15）、二级预热尾气旋风分离器（16）和预热尾气布袋收尘器（17）收集后回到流化床粉体预热器（4）；从流化床粉体预热器（4）的出料口排出后，经反应器进料阀（5）进入流化床反应器（6）停留一定时间，经一级反应尾气旋风分离器（11）、二级反应尾气旋风分离器（12）和反应尾气布袋收尘器（13）收集后回到流化床反应器（6）；从流化床反应器（6）的出料口排出后，经反应器出料阀（7）进入产品冷却器（8）进行冷却，冷却后进入产品收集器（9）；

（二）混合气经混合气预热器（10）预热后，从流化床反应器（6）的进气口进入流化床反应器（6），在流化床反应器（6）中进行气相沉积反应，使得碳包覆在粉体表面，再从流化床反应器（6）的出气口排出，依次进入一级反应尾气旋风分离器（11）和二级反应尾气旋风分离器（12），经分离后从二级反应尾气旋风分离器（12）的出气口排出，经反应尾气布袋收尘器（13）进入反应尾气燃烧器（14），配加空气和煤气经燃烧处理后，从反应尾气燃烧器（14）出气口排出的气体，一部分经流化床粉体预热器（4）的进气口进入流化床粉体预热器（4），预热材料粉体，再从流化床粉体预热器（4）的出气口排出，依次进入一级预热尾气旋风分离器（15）和二级预热尾气旋风分离器（16），经分离后从二级预热尾气旋风分离器（16）的出气口排出，经预热尾气布袋收尘器（17）进入预热尾气冷却器（18），冷却后排放，从反应尾气燃烧器（14）出气口排出的气体，另一部分通过混合气预热器（10）进行换热，预热混合气，排出的气体直接进入预热尾气冷却器（18），冷却后排放；

其中，所述流化床粉体预热器（4）中的预热温度为250~300 ^oC，所述材料粉体在流化床粉体预热器（4）中的停留时间为10~12 min；所述流化床反应器（6）中的反应温度为400~450^oC，所述材料粉体在流化床反应器（6）中的停留时间为15~90 min；所述混合气为碳源气体和惰性气体的混合气体；所述碳源气体的体积浓度为15~20%，所述反应尾气燃烧器（14）排出气体进入流化床粉体预热器（4）和混合气预热器（10）的体积比为1:1~1:4；所述包覆碳的质量百分数为4~6%。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料碳包覆改性的方法，其特征在于，所述正极材料是硅酸铁锂、磷酸铁锂、钴酸锂、三元镍钴锰酸锂、三元镍钴铝酸锂中的一种。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料碳包覆改性的方法，其特征在于，所述碳源气体可以是甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔中的一种或至少两种的组合，所述惰性气体可以是氮气、氦气、氩气、氖气中的一种或至少两种的组合。

4.一种用于权利要求1-3任一所述方法的锂离子电池正极材料碳包覆改性的系统，其特征在于，所述系统包括料仓（1）、螺旋进料器（2）、预热器进料阀（3）、流化床粉体预热器（4）、反应器进料阀（5）、流化床反应器（6）、反应器出料阀（7）、产品冷却器（8）、产品收集器（9）、混合气预热器（10）、一级反应尾气旋风分离器（11）、二级反应尾气旋风分离器（12）、反应尾气布袋收尘器（13）、反应尾气燃烧器（14）、一级预热尾气旋风分离器（15）、二级预热尾气旋风分离器（16）、预热尾气布袋收尘器（17）和预热尾气冷却器（18）；

所述料仓（1）的出料口与螺旋进料器（2）的进料口相连接，所述螺旋进料器（2）的出料口与预热器进料阀（3）的进料口相连接，所述预热器进料阀（3）的出料口与流化床粉体预热器（4）的进料口相连接，所述流化床粉体预热器（4）的进气口与反应尾气燃烧器（14）的出气口相连接，流化床粉体预热器（4）的出气口与一级预热尾气旋风分离器（15）的进气口相连接，一级预热尾气旋风分离器（15）的出气口与二级预热尾气旋风分离器（16）的进气口相连接，一级预热尾气旋风分离器（15）和二级预热尾气旋风分离器（16）的出料口与流化床粉体预热器（4）的进料口相连接，二级预热尾气旋风分离器（16）的出气口与预热尾气布袋收尘器（17）的进气口相连接，预热尾气布袋收尘器（17）的出料口与反应器进料阀（5）的进料口相连接，预热尾气布袋收尘器（17）的出气口与预热尾气冷却器（18）的进气口相连接，流化床粉体预热器（4）的出料口与反应器进料阀（5）的进料口相连接；

流化床反应器（6）的进料口与反应器进料阀（5）的出料口相连接，流化床反应器（6）的进气口与混合气预热器（10）的出气口相连接，流化床反应器（6）的出气口与一级反应尾气旋风分离器（11）的进气口相连接，一级反应尾气旋风分离器（11）的出气口与二级反应尾气旋风分离器（12）的进气口相连接，一级反应尾气旋风分离器（11）和二级反应尾气旋风分离器（12）的出料口与流化床反应器（6）的进料口相连接，二级反应尾气旋风分离器（12）的出气口与反应尾气布袋收尘器（13）的进气口相连接，反应尾气布袋收尘器（13）的出料口与流化床反应器（6）的进料口相连接，反应尾气布袋收尘器（13）的出气口与反应尾气燃烧器（14）的进气口相连接，流化床反应器（6）的出料口与反应器出料阀（7）的进料口相连接，反应器出料阀（7）的出料口与产品冷却器（8）的进料口相连接，产品冷却器（8）的出料口与产品收集器（9）的进料口相连接；所述流化床反应器（6）内进行气相沉积反应；其中，所述流化床粉体预热器（4）中的预热温度为250~300 ^oC，所述材料粉体在流化床粉体预热器（4）中的停留时间为10~12min；

所述流化床反应器（6）中的反应温度为400~450 ^oC，所述材料粉体在流化床反应器（6）中的停留时间为15~90 min。