[發(fā)明專利]一種對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810652500.1
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108847480B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王芳;紀(jì)繼坤;李超;李鳳民
• 申請（專利權(quán)）人: 天津先眾新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;H01M4/58;C01B25/26;C01B25/45;C01B25/37
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 王超

1.一種對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的裝置，其特征在于，在包覆反應(yīng)倉(6)的底部設(shè)置有錐形的集料倉(4)，集料倉(4)的底部與設(shè)置在集料倉(4)外側(cè)的螺旋輸送器(2)相通，給螺旋輸送器(2)提供動力的電機(3)和出料口(1)設(shè)置在螺旋輸送器(2)的兩端，進(jìn)料口(8)設(shè)置在包覆反應(yīng)倉(6)上部，在緊鄰進(jìn)料口(8)的下部設(shè)置有將包覆反應(yīng)倉(6)內(nèi)腔分為上下兩部分的振動篩(7)，氣體進(jìn)口(5)設(shè)置在包覆反應(yīng)倉(6)的下部，出氣口(10)設(shè)置在包覆反應(yīng)倉(6)的頂部，在出氣口(10)上設(shè)置有耐高溫過濾器(9)，所述振動篩(7)為具有超聲振動功能的篩面，篩子的目數(shù)為80-350目，振動篩(7)到氣體進(jìn)口(5)的有效高度H為5-15m。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的裝置，其特征在于，所述耐高溫過濾器(9)為多孔陶瓷管，孔徑小于5μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的裝置，其特征在于，所述螺旋輸送器(2)的外側(cè)包裹水冷套管。

4.采用如權(quán)利要求1-3任一項所述裝置的對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的方法，其特征在于，將鋰電池 正極材料通過進(jìn)料口加入包覆反應(yīng)倉，同時通過氣體進(jìn)口通入400-750℃的惰性氣體氣流，惰性氣體中加入了1％-5％體積比的含碳?xì)怏w，正極材料和含碳?xì)怏w接觸時，在高溫狀態(tài)下，正極材料中所含的過渡金屬離子作為催化劑，將部分的含碳?xì)怏w分子裂解，形成致密、緊密包覆的碳包覆層，包覆在正極材料表面，通過控制反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度和含碳?xì)怏w濃度，制造不同厚度、結(jié)構(gòu)的碳包覆層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的方法，其特征在于，所述惰性氣體為不參與反應(yīng)的氣體氮氣、氬氣或氦氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的方法，其特征在于，所述含碳?xì)怏w為CO或CH₄。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的方法，其特征在于，通入惰性氣體的溫度為550-600℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的方法，其特征在于，氣體流量按包覆 反應(yīng)倉截面積計算，每平方米的包覆 反應(yīng)倉截面積對應(yīng)氣體流量為1-5m³/分鐘；正極材料從包覆反應(yīng)倉上端落下到集料倉的倉底時，反應(yīng)時間為1-10秒。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述對鋰電池正極材料進(jìn)行氣相碳包覆的方法，其特征在于，所述正極材料加料的速度和反應(yīng)腔體截面積的關(guān)系是：每平方米截面積進(jìn)料速度5-10kg/min。