[发明专利]锂离子电池三元正极材料表面包覆碳的处理方法及燃烧装置

权利要求书

1.一种锂离子电池三元正极材料表面包覆碳的处理方法，其特征在于，该处理方法为：

将碳源置于乙醇和丙酮的混合溶液，磁力搅拌后过滤，获得黑色溶液，具体为：

步骤1.1、碳源采用腐殖酸，纯度要求为分析纯AR；

步骤1.2、按照体积比2～5:1配置乙醇和丙酮的混合溶液；

步骤1.3、将腐殖酸加入混合溶液中，加入比例为每100ml溶液中加入200-300g腐殖酸；

步骤1.4、在30～50℃下搅拌30～60分钟，搅拌转速为500～600r/min；

步骤1.5、过滤，获得黑色溶液；

将氢氧化锂(LiOH)、柠檬酸溶于所述黑色溶液中，搅拌均匀后烘干，获得第一黑色粉末；

将所述第一黑色粉末、NCM正极材料粉体以及PVA混合，球磨后，获得第二黑色粉末；

将所述第二黑色粉末在燃烧装置内经火焰燃烧法，即可得到表面包覆碳的NCM三元正极材料粉体，具体为：

步骤4.1、将所述第二黑色粉末在燃烧装置内经800～1000度火焰燃烧；

步骤4.2、所述第二黑色粉末在火焰中的投放速度为5～7g/cm2；

步骤4.3、火焰燃烧距离在10～20cm；

步骤4.4、通过火焰底部气流，控制粉末在火焰中的流动时间为2～3秒；

步骤4.5、冷却至室温后研磨、过200目筛，即得到表面包覆碳的高性能锂离子电池NCM三元正极材料粉体。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料表面包覆碳的处理方法，其特征在于，所述将氢氧化锂(LiOH)、柠檬酸溶于所述黑色溶液中，搅拌均匀后烘干，获得第一黑色粉末，具体为：

步骤2.1、将LiOH加入所述黑色溶液中；

步骤2.2、加入比例为每100ml黑色溶液中加入LiOH30～50g；

步骤2.3、以500～600r/min的转速搅拌30～60min；

步骤2.4、向液体中添加柠檬酸，调节PH值为1～2.5；

步骤2.5、将液体在120～150℃下烘干，获得第一黑色粉体。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池三元正极材料表面包覆碳的处理方法，其特征在于，所述将所述第一黑色粉末、NCM正极材料粉体以及PVA混合，球磨后，获得第二黑色粉末，具体为：

步骤3.1、将所述第一黑色粉末、NCM正极材料粉体按照质量比1:50～75混合；

步骤3.2、将PVA滴加到步骤3.1所得粉体中，PVA的质量比为0.5～1％；

步骤3.3、将混合物在行星球磨机中球磨4～6小时，球磨机转速为150～200r/min，获得第二黑色粉末。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池三元正极材料表面包覆碳的处理方法，其特征在于，所述燃烧装置包括筒体、加料筛料机构、燃烧机构、臭氧强氧化机构、收料盘，所述加料筛料机构位于筒体上侧，用于向燃烧机构投放第二黑色粉体，所述燃烧机构设置在筒体的中间位置，用于对投放的第二粉体进行短时高温火焰燃烧固化表面包覆物形成晶态碳，所述臭氧强氧化机构设置在筒体的下侧，用于向上催浮下落第二黑色粉体，所述收料盘设置在筒体的底部，用于收集碳包覆高镍NCM正极材料。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池三元正极材料表面包覆碳的处理方法，其特征在于，所述加料筛料机构包括加料筛网、振动压缩弹簧、振动电机，所述加料筛网的两侧通过振动压缩弹簧设置在筒体内，所述振动电机设置在筒体外部并且与其中一个振动压缩弹簧连接。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池三元正极材料表面包覆碳的处理方法，其特征在于，所述燃烧机构包括圆环喷嘴、燃料气源，所述圆环喷嘴为一环形圆盘，并且在环形圆盘上均匀布置若干个喷嘴，所述圆环喷嘴与筒体内壁连接并且与筒体外部的燃料气源连通。