[发明专利]一种正极材料的表面改性装置及一种正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种正极材料的表面改性装置，该装置包括流化腔体及设于流化腔体上的进料机构、流化机构和出料机构。本发明还公开了一种基于上述表面改性装置的正极材料的制备方法包括：配置正极材料和改性材料；将正极材料导入至流化腔体内，通过流化机构对已导入的正极材料进行雾化处理；将改性材料导入至流化腔体内，以使改性材料在流化腔体内被雾化的正极材料进行表面包覆改性；通过出料机构将已改性的正极材料从流化腔体内导出。本发明提供的正极材料的表面改性装置结构简单、布局合理且操作简便；正极材料的制备方法能够制备出稳定的包覆层，在不损害电池的电化学性能的同时提高电池的比容量。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池用的正极材料的表面改性装置及一种正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池凭借其高能量密度和长循环寿命等优点在多个领域得到广泛的应用，如能源动力领域。能源动力领域中的电动汽车和储能电站对锂离子电池的使用体量很大，随着电动汽车和储能电站的迅速扩展，其对未来锂离子电池的性能提出了更高的要求，可归结为：高能量密度、高功率特性、高安全性能、低成本和低(无)污染。这“三高两低”的性能实质上取决于电池中正负极材料的电化学性能。以高镍正极材料为例，高镍系正极材料的实际比容量远远低于其理论比容量。通过提高电池的充电截止电压有助于提高电池的比容量，但仅限于一个较小的充电截止电压的提高幅度。如果进一步提高充电截止电压以获得更高的可逆比容量，则会导致一系列严重影响电池电化学性能的问题，如电解液分解、正负极材料表面发生副反应等。

可见，现有技术中至少存在以下缺陷：通过提高充电截止电压只能小幅度提高高镍系正极材料的比容量，提高后所得的实际比容量仍远远低于理论比容量。

因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种锂离子电池用的正极材料的表面改性装置及一种正极材料的制备方法，目的是通过在表面改性装置中制得高比容量的适用于锂电池的正极材料。

本发明提供一种正极材料的表面改性装置，该表面改性装置用于将改性材料包覆在正极材料的表面，包括：

流化腔体；

进料机构，设于流化腔体上，用于往表面改性装置内加入正极材料和改性材料；

流化机构，设于流化腔体上，用于分散正极材料和雾化改性材料，以使改性材料包覆于正极材料上；

出料机构，设于流化腔体上，用于将改性的正极材料从表面改性装置内导出。

优选地，流化腔体包括两个相对设置的正端面，流化机构包括进风部和出风部，进风部和出风部分别设于流化腔体的两个端面上；进风部包括进风部支架及设于进风部支架上的风机和加热组件，进风部支架与流化腔体连接，风机用于往流化腔体内导入气流以雾化正极材料，加热组件用于加热已导入流化腔体内的气流以使正极材料和改性材料升温；出风部包括出风部支架及设于出风部支架上的旋风分离器，旋风分离器用于分离气流中已改性的正极材料。

优选地，进料机构包括设于流化腔体侧面上的正极材料输入部和垂直设于流化腔体端面的改性材料输入部，正极材料输入部和改性材料输入部的数量分别为一个以上。

优选地，改性材料输入部为一往出料机构所在端面延伸的管道以及设于管道一端的喷头，管道的另一端连通流化腔体；改性材料输入部互相平行的成对设置且数量不少于两个。

优选地，喷头可转动设于管道上，喷头上设有若干个开孔，开孔的直径为0.5-3.0毫米。

本发明还提供一种基于上述表面改性装置的正极材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(1)配置正极材料和改性材料；