[发明专利]一种快离子导体包覆锂离子电池正极材料的系统及方法

权利要求书

1.一种快离子导体包覆锂离子电池正极材料的系统，其特征在于，所述系统包括料仓(1)、螺旋进料器(2)、进料阀(3)、流化床反应器(4)、出料阀(5)、产品冷却器(6)、产品收集器(7)、燃烧器(8)、一号反应载气预热器(9)、金属反应原料发生器(10)、反应原料喷嘴(11)、二号反应载气预热器(12)、锂反应原料发生器(13)、流化载气预热器(14)、一级旋风分离器(15)、二级旋风分离器(16)、布袋收尘器(17)和盐酸尾气吸收器(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)的出料口与进料阀(3)的进料口相连接，所述进料阀(3)的出料口与流化床反应器(4)的进料口相连接，所述流化床反应器(4)的进气口与流化载气预热器(14)的出气口相连接；所述流化床反应器(4)的进气口与反应原料喷嘴(11)的出气口相连接，反应原料喷嘴(11)的进气口与金属反应原料发生器(10)和锂反应原料发生器(13)的出气口相连接，金属反应原料发生器(10)的进气口与一号反应载气预热器(9)的出气口相连接，锂反应原料发生器(13)的进气口与二号反应载气预热器(12)的出气口相连接，所述流化床反应器(4)的出料口与出料阀(5)的进料口相连接，出料阀(5)的出料口与产品冷却器(6)的进料口相连接，产品冷却器(6)的出料口与产品收集器(7)的进料口相连接；流化床反应器(4)的出气口与一级旋风分离器(15)的进气口相连接，一级旋风分离器(15)的出气口与二级旋风分离器(16)的进气口相连接，一级旋风分离器(15)和二级旋风分离器(16)的出料口与流化床反应器(4)的进料口相连接，二级旋风分离器(16)的出气口与布袋收尘器(17)的进气口相连接，布袋收尘器(17)的出料口与流化床反应器(4)的进料口相连接，布袋收尘器(17)的出气口与盐酸尾气吸收器(18)的进气口相连接；燃烧器(8)的出气口与一号反应载气预热器(9)、二号反应载气预热器(12)和流化载气预热器(14)的进气口相连接。

2.一种快离子导体包覆锂离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

1)正极材料粉体由料仓(1)经螺旋进料器(2)和进料阀(3)进入流化床反应器(4)停留一定时间，经一级旋风分离器(15)、二级旋风分离器(16)和布袋收尘器(17)收集后回到流化床反应器(4)；

2)煤气经燃烧器(8)加热后通过一号反应载气预热器(9)、二号反应载气预热器(12)和流化载气预热器(14)进行换热，预热气体，换热排出的气体直接以废气排放；载气和水一起送入流化载气预热器(14)进行预热，预热后与水蒸气形成的混合气体进入流化床反应器(4)使正极材料粉体维持流态化；经一号反应载气预热器(9)的载气经预热后进入金属反应原料发生器(10)加热金属反应原料，负载金属反应原料蒸气一起经反应原料喷嘴(11)进入流化床反应器(4)；经二号反应载气预热器(12)的载气经预热后进入锂反应原料发生器(13)加热锂反应原料，负载锂反应原料蒸气一起经反应原料喷嘴(11)进入流化床反应器(4)；在流化床反应器(4)中混合气体发生气相沉积反应，快离子导体沉积包覆在正极材料粉体表面，从流化床反应器(4)的出料口排出后，经出料阀(5)进入产品冷却器(6)进行冷却，冷却后进入产品收集器(7)；反应尾气再从流化床反应器(4)的出气口排出，依次进入一级旋风分离器(15)，二级旋风分离器(16)和布袋收尘器(17)，经分离收尘后从布袋收尘器(17)的出气口排出，进入盐酸尾气吸收器(18)进行吸收处理，形成副产品，废气直接排出。

3.根据权利要求2所述的快离子导体包覆锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，所述正极材料粉体是三元镍钴锰酸锂、三元镍钴铝酸锂、富锂锰基、硅酸铁锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂中的一种。

4.根据权利要求2所述的快离子导体包覆锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，包覆的快离子导体是钽锂复合氧化物、铝锂复合氧化物、硼锂复合氧化物、钒锂复合氧化物和钛锂复合氧化物中的一种，包覆的快离子导体的质量百分数为0.05～3％。