CN108842140B - 一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的系统及方法，所述系统主要包括料仓、螺旋进料器、预热器进料阀、流化床粉体预热器、反应器进料阀、流化床反应器、反应器出料阀、产品冷却器、产品收集器、混合气预热器、一级反应尾气旋风分离器、二级反应尾气旋风分离器、反应尾气布袋收尘器、反应尾气燃烧器、一级预热尾气旋风分离器、二级预热尾气旋风分离器、预热尾气布袋收尘器和预热尾气冷却器按照既定组合形成；所述方法是基于所述系统的碳包覆方法，通过流态化化学气相沉积得到碳包覆正极复合粉体。本发明具有包覆效率高、工艺简单可控、成本低等优点，适合锂离子电池碳包覆改性正极材料的规模化工业生产，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的系统及方法
技术领域
本发明属于锂离子电池材料、化工领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的系统及方法。
背景技术
锂离子电池以其高能量密度、长循环寿命、无记忆效应和安全环保等特点在很多领域得到了广泛的应用。近年来，随着电动汽车的快速发展，人们对锂离子电池的性能提出了更高的要求。电极材料作为锂离子电池的核心组成部分，决定着锂离子电池的性能。目前锂离子电池正极材料，主要是过渡金属氧化物正极材料，如钴酸锂、三元正极材料等，都有较高的容量和安全性能，然而这类材料当充电电压高于4.2V时，性能就会急剧下降，严重限制了材料的发展和应用。碳包覆改性是一种非常有效可行解决该问题的办法，通过碳包覆改性可以阻止材料与电解液的直接接触，抑制循环过程中氢氟酸对过渡金属氧化物正极材料的侵蚀，减少材料与电解液的副反应。同时可以降低电池在充放电过程中的电荷转移电阻，提高电子导电性和离子导电性，改善过渡金属氧化物正极材料的倍率性能，降低极化作用。因此，碳包覆改性对锂离子电池正极材料的性能改善意义重大。
目前，锂离子电池正极材料的碳包覆方法主要包括：
(1)机械混合热解：机械混合热解方法是指将正极材料和含碳前驱体通过固相机械混合，再通过热解制备碳包覆材料。上海电力学院的专利CN102244247A将LiFePO4的合成材料与碳源材料(抗坏血酸或葡萄糖)通过机械球磨混合后在惰性气氛保护下600～800℃下保温5～8h制得碳包覆磷酸铁锂复合材料。浙江谷神能源科技股份有限公司专利CN102903913B以聚乙烯或聚丙烯或沥青为碳源，经球磨与原料混合后在200～500℃预烧1～4h，再升温至600～700℃高温热解5～24h。该种碳包覆方法的均匀性效果主要取决于原材料和碳前驱体的混合均匀性，而采用的机械混合方式，均匀性较差。为了将碳源高温热解彻底，处理时间长，大大增加了成本，同时高温热解时碳前驱体容易自形核生成自团聚的碳，导致性能改善效果有限。
(2)液相混合热解：液相混合热解是指将正极材料和含碳前驱体溶液进行混合，经过热解制备碳包覆材料。苏州思创源博电子科技有限公司的专利CN106025208A将三元材料与蔗糖水溶液混合后热解，制得碳包覆三元材料。哈尔滨工业大学专利CN103078115A以蔗糖或葡萄糖为碳源，以溶液形式混合磷酸铁锂原料，在200～300℃预烧1～4h，再升温至550～750℃高温热解5～12h，制备碳包覆多孔结构的纳米磷酸铁锂复合材料。清华大学(CN104882589B)、深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司(CN101308925B)、北京有色金属研究总院(CN105720261A)和深圳市倍特力电池有限公司(CN103474628B)也公开了工艺类似的专利。为了彻底热解碳源，同时不将正极材料中的过渡金属还原，这些专利都采用了预热(200～500℃)结合中低温(600～1000℃)热处理，热解时间普遍长达12～24h。液相混合热解工艺带来的工艺复杂和处理时间长会增加碳包覆的成本，同时存在的自形核团聚碳的问题，也影响碳包覆对电化学性能的改善效果。
(3)化学气相沉积：通过气相碳前驱体的热解沉积实现碳包覆可有效提高碳包覆的均匀性。深圳大学的专利CN101714634A通过气态碳源经化学气相沉积在正极材料粉体表面沉积碳，可获得优于碳源混合热解的包覆均匀性，包覆时间为3～20分钟，大大缩短了工艺时间。气相沉积在颗粒表面的碳包覆方法相较于固相或液相方式将碳前驱体与正极材料混合热解的方法具有明显的优势，获得的碳包覆具有更好的均匀性，处理工艺也相对简单经济。但是，目前的气相沉积碳包覆的技术，都是在传统固定反应床中采用粉体平铺的方式进行，该方式的不足之处主要有两点，一是平铺的粉体只有裸露的表面部分碳沉积效率高，而未裸露部分沉积效率低，对粉体来说，当碳包覆量较大时，沉积均匀性就会变差；二是固定反应床平铺粉体的方式导致单次包覆工艺处理的粉体较少，产率较低，且无法连续生产，严重阻碍了气相沉积碳包覆技术的应用。
流化床化学气相沉积技术结合了化学气相沉积和流化技术，是一种新型的材料制备技术。在流化床中，颗粒在气流作用下处于流态化，气体反应物通过载带的形式进入流化床，在高温区发生化学反应，形成超细粉末或者沉积在颗粒表面。该技术最初的应用是核燃料领域，主要用来制备应用于高温气冷堆中的包覆燃料颗粒(CN204865735U、CN105139897A、CN103357869B和CN102231291A等)，后续逐渐扩展到碳纳米管制备、多晶硅制备、催化载体及粉体改性等领域。美国专利US9279181借助烃类气体，在流化床中高温热分解，沉积在基体上，形成热解碳的包覆层。该专利只提供了流化床形成热解碳的原则流程，并没有阐明具体如何实施。美国专利US6410087公开了流化床热解碳沉积的工艺和设备，对于流化床型结构和气体分布板进行了详细的设定和约束，但是同样没有阐明具体如何实施。
碳包覆的效果直接影响正极材料的电化学性能，总结现有正极材料碳包覆技术，无论是碳前驱体混合热解还是传统化学气相沉积，均无法实现高效可控的碳包覆连续生产。因此，本领域亟需一种高效经济、适合规模化生产的碳包覆技术。流化床化学气相沉积技术在粉体材料碳包覆上体现出优势，然而，目前尚缺乏基于流化床化学气相沉积技术，具体可实施的针对锂离子电池正极材料碳包覆的相关技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单、经济性好、适用于连续规模生成碳包覆正极材料的系统及方法，基于流化床化学气相沉积技术。
为达到此目的，本发明的具体技术方案如下：
本发明的提供一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的系统，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。
本发明涉及的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。
优选地，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。
优选地，所述包覆碳的质量百分数为1～6％。
优选地，所述材料粉体在流化床粉体预热器4中的停留时间为10～30min，所述流化床粉体预热器4中的预热温度为250～500℃。
优选地，所述流化床反应器6中的反应温度为400～700℃。
优选地，所述材料粉体在流化床反应器6中的停留时间为3～90min，进一步，所述材料粉体在流化床反应器6中的停留时间优选为5～30min。
优选地，所述混合气为碳源气体和惰性气体的混合气体，其中碳源气体的体积浓度为5～20％。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。
优选地，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。
本发明制备的碳包覆正极材料具有碳包覆形貌可调控，碳包覆量可调控，电化学性能优异等优点。本发明提供的正极材料碳包覆的方法，相比于现有碳包覆技术，本发明的优势在于：
(1)流化床装置及方法可以使正极材料粉体均匀快速散式流化，克服细粉难流化的缺点；
(2)流化床反应器床型简单、易于控制和放大。系统的各个装置均属化工常规型号规格，无需特殊定制，系统经济性好；
(3)气相沉积反应在流化床中进行，气固接触充分，反应效率高，反应时间短；
(4)碳包覆方法可以实现正极材料表面碳的可控包覆，即可以通过实验参数调节实现碳包覆层的性能调控，包括碳的包覆效果和包覆量。
附图说明
图1是本发明提供的正极材料碳包覆工艺流程简图；
图2是本发明提供的实施例3的碳包覆三元镍钴锰酸锂材料颗粒照片。
附图标记：
1、料仓；2、螺旋进料器；3、预热器进料阀；4、流化床粉体预热器；5、反应器进料阀；6、流化床反应器；7、反应器出料阀；8、产品冷却器；9、产品收集器；10、混合气预热器；11、一级反应尾气旋风分离器；12、二级反应尾气旋风分离器；13、反应尾气布袋收尘器；14、反应尾气燃烧器；15、一级预热尾气旋风分离器；16、二级预热尾气旋风分离器；17、预热尾气布袋收尘器；18、预热尾气冷却器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚和完整的描述，但并不限定于本发明的保护范围：
实施例1
一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的系统
如图1所示，所述装置系统包括依次连接的料仓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。
实施例2
一种锂离子电池正极材料碳包覆改性的方法
所述碳包覆改性的方法，包括如下步骤：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。
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。
实施例3
采用实施例2所述的改性工艺，将三元镍钴锰酸锂材料由料仓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中进行预热，预热温度为250℃，预热时间为10min，预热后的材料粉体经反应器进料阀5进入流化床反应器6，乙炔/氩气(乙炔体积浓度为20％)的混合气通过混合气预热器10，经预热后的混合气由流化床反应器6底部入口均匀通入，使流化床反应器6中的三元镍钴锰酸锂粉体处于流化状态。在流化床中混合气与三元镍钴锰酸锂粉体充分接触，流化床反应器6的操作温度控制在400℃，三元镍钴锰酸锂粉体在流化床中的停留时间为15min。反应后的三元镍钴锰酸锂粉体由流化床底部流出，通过反应器出料阀7排入产品冷却器8中冷却，冷却后进入产品收集器9，制备出碳包覆三元镍钴锰酸锂复合正极材料，其中碳包覆量为4％。
实施例4
采用实施例2所述的改性工艺，将三元镍钴铝酸锂材料由料仓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中进行预热，预热温度为300℃，预热时间为12min，预热后的材料粉体经反应器进料阀5进入流化床反应器6，丙炔/氮气(丙炔体积浓度为15％)的混合气通过混合气预热器10，经预热后的混合气由流化床反应器6底部入口均匀通入，使流化床反应器6中的三元镍钴铝酸锂粉体处于流化状态。在流化床中混合气与三元镍钴铝酸锂粉体充分接触，流化床反应器6的操作温度控制在450℃，三元镍钴铝酸锂粉体在流化床中的停留时间为90min。反应后的三元镍钴铝酸锂粉体由流化床底部流出，通过反应器出料阀7排入产品冷却器8中冷却，冷却后进入产品收集器9，制备出碳包覆三元镍钴铝酸锂复合正极材料，其中碳包覆量为6％。
实施例5
采用实施例2所述的改性工艺，将硅酸铁锂材料由料仓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中进行预热，预热温度为500℃，预热时间为30min，预热后的材料粉体经反应器进料阀5进入流化床反应器6，甲烷/氦气(甲烷体积浓度为12％)的混合气通过混合气预热器10，经预热后的混合气由流化床反应器6底部入口均匀通入，使流化床反应器6中的硅酸铁锂粉体处于流化状态。在流化床中混合气与硅酸铁锂粉体充分接触，流化床反应器6的操作温度控制在700℃，硅酸铁锂粉体在流化床中的停留时间为30min。反应后的硅酸铁锂粉体由流化床底部流出，通过反应器出料阀7排入产品冷却器8中冷却，冷却后进入产品收集器9，制备出碳包覆硅酸铁锂复合正极材料，其中碳包覆量为3％。
实施例6
采用实施例2所述的改性工艺，将磷酸铁锂材料由料仓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中进行预热，预热温度为450℃，预热时间为20min，预热后的材料粉体经反应器进料阀5进入流化床反应器6，乙烷/氖气(乙烷体积浓度为10％)的混合气通过混合气预热器10，经预热后的混合气由流化床反应器6底部入口均匀通入，使流化床反应器6中的磷酸铁锂粉体处于流化状态。在流化床中混合气与磷酸铁锂粉体充分接触，流化床反应器6的操作温度控制在650℃，磷酸铁锂粉体在流化床中的停留时间为3min。反应后的磷酸铁锂粉体由流化床底部流出，通过反应器出料阀7排入产品冷却器8中冷却，冷却后进入产品收集器9，制备出碳包覆磷酸铁锂复合正极材料，其中碳包覆量为1％。
实施例7
采用实施例2所述的改性工艺，将钴酸锂材料由料仓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中进行预热，预热温度为400℃，预热时间为15min，预热后的材料粉体经反应器进料阀5进入流化床反应器6，乙烯/氮气(乙烯体积浓度为5％)的混合气通过混合气预热器10，经预热后的混合气由流化床反应器6底部入口均匀通入，使流化床反应器6中的钴酸锂粉体处于流化状态。在流化床中混合气与钴酸锂粉体充分接触，流化床反应器6的操作温度控制在600℃，钴酸锂粉体在流化床中的停留时间为25min。反应后的钴酸锂粉体由流化床底部流出，通过反应器出料阀7排入产品冷却器8中冷却，冷却后进入产品收集器9，制备出碳包覆钴酸锂复合正极材料，其中碳包覆量为2％。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

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400~450oC，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。
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