改性电解二氧化锰及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种碱性电池使用的改性电解二氧化锰及其制备方法，该改性电解二氧化锰的重量百分比组成为金红石晶型TiO20.3～3‰、锐钛矿晶型TiO20.5～5‰，余量为电解二氧化锰，且金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面；该改性电解二氧化锰做成碱性电池后，不仅能够降低锐钛矿晶型TiO2对电池钢壳的腐蚀作用，也能够提高电池中等电流放电性能。本发明专利技术公开的改性电解二氧化锰的制备方法，不仅能够使TiO2添加剂分布均匀，还能够降低锐钛矿晶型TiO2对电池钢壳的腐蚀作用，也能够有效发挥锐钛矿晶型TiO2俘获Fe离子的能力，从而延长电池的储存寿命、提高电池的中等电流放电性能。

【技术实现步骤摘要】
改性电解二氧化锰及其制备方法
本专利技术涉及一种碱性电池使用的改性电解二氧化锰，尤其涉及一种改性电解二氧化锰的制备方法。
技术介绍
锐钛矿晶型TiO2作为碱性锌锰电池正极添加剂能够有效提高电池电性能及防漏性能。申请号为201380003055.1的专利技术专利公开了一种“碱性电池”，该专利申请人认为锐钛矿晶型TiO2作为碱性电池正极添加剂，可以俘获正极中存在的铁，从而可以延长电池储存寿命。申请号为201380001839.0的专利技术专利公开了一种“碱性电池”，该专利申请人认为锐钛矿晶型TiO2作为碱性电池正极添加剂，能够抑制放电末期的正极的极化，能够实现低负载及中负载放电中高容量的碱性电池。上述两种技术方案中，锐钛矿晶型TiO2作为正极添加剂的使用方法基本都是通过与电解二氧化锰、石墨一起直接混合使用。碱性锌锰电池正极一般都采用干粉搅拌工艺，这种方式使得添加的少量锐钛矿晶型TiO2很难均匀分散在正极粉中，容易造成锐钛矿晶型TiO2分布不均匀，影响电池性能稳定性。锐钛矿晶型TiO2具有俘获铁离子的作用，对电池钢壳具有一定的破坏作用。尤其是靠近钢壳处的锐钛矿晶型TiO2会从钢壳镀层薄弱处俘获铁离子，这样会加速电解液对钢壳的腐蚀，降低钢壳镀层对壳体的保护作用，影响电池的储存寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种改性电解二氧化锰及其制备方法，该改性电解二氧化锰中均匀分散有TiO2粉末添加剂，该TiO2粉末添加剂具有一定的缓释功能，能够降低锐钛矿晶型TiO2对电池钢壳的腐蚀作用，从而延长电池的储存寿命、提高电池的中等电流放电性能。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种改性电解二氧化锰的重量百分比组成为金红石晶型TiO20.3～3‰、锐钛矿晶型TiO20.5～5‰，余量为电解二氧化锰，且金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面。一种改性电解二氧化锰的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将锐钛矿晶型TiO2在惰性气体保护下进行热处理，热处理温度为600～1000℃，热处理时间为5～60分钟，得到一种金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面的TiO2粉末添加剂，该TiO2粉末添加剂中金红石晶型TiO2的重量百分比为5～60％；步骤2：将步骤1制得的TiO2粉末添加剂悬浮于电解槽的槽液中作为悬浮剂，采用悬浮电解工艺制得改性电解二氧化锰。本专利技术进一步的优选方案：步骤1中制得的TiO2粉末添加剂的平均粒径为1～6μm。本专利技术进一步的优选方案：步骤2中悬浮在槽液中的TiO2粉末添加剂浓度为0.01～0.5g/L。本专利技术进一步的优选方案：步骤2中采用的槽液为MnSO4溶液。与现有技术相比，本专利技术的优点在于本专利技术公开的改性电解二氧化锰的重量百分比组成为金红石晶型TiO20.3～3‰、锐钛矿晶型TiO20.5～5‰，余量为电解二氧化锰，且金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面；该改性电解二氧化锰做成碱性电池后，不仅能够降低锐钛矿晶型TiO2对电池钢壳的腐蚀作用，也能够提高电池中等电流放电性能。本专利技术公开的改性电解二氧化锰的制备方法，不仅能够使TiO2添加剂分布均匀，还能够降低锐钛矿晶型TiO2对电池钢壳的腐蚀作用，也能够有效发挥锐钛矿晶型TiO2俘获Fe离子的能力，从而延长电池的储存寿命、提高电池的中等电流放电性能。具体实施方式实施例1：1)将锐钛矿晶型TiO2粉末在惰性气体保护下，750℃温度下热处理30分钟，得到平均粒径为2μm的TiO2粉末添加剂，测试其中生产的金红石晶型TiO2含量，测试结果列于表1。2)将步骤1制得的TiO2粉末添加剂悬浮于MnSO4溶液中，并使悬浮的TiO2粉末添加剂在槽液中的浓度控制在0.02g/L左右，采用悬浮电解工艺制得改性电解二氧化锰，测试制备的改性电解二氧化锰中TiO2含量，测试结果列于表2。电解过程中要不断补充电解液和TiO2粉末添加剂，使溶液中TiO2粉末添加剂的含量处于相对稳定的值。3)取步骤2制备的改性电解二氧化锰粉末1500g、石墨100g、硬脂酸钙60g通过干拌搅拌均匀，之后加入640g40％KOH水溶液湿拌搅拌均匀，经过压片、造粒、过筛、成型制成碱性电池正极；搭配电池负极在碱性电池生产线上组装成LR6电池。4)上述LR6电池在20±2℃的环境中放置24h，在20±2℃的环境下测试放电性能，每种放电方式测试9节电池后取平均值；放电结果列于表3。5)对于电池储存期的研究，本专利技术人进行了加速试验，即在45℃下保存3个月、10个月，之后对相应储存期的电池进行解剖，测试其正极和负极中的Fe含量，每种电池取3节测试，测试平均结果列于表4。实施例2：1)将锐钛矿晶型TiO2粉末在惰性气体保护下，800℃温度下热处理15分钟，得到平均粒径为3μm的TiO2粉末添加剂，测试其中生产的金红石晶型TiO2含量，测试结果列于表1。1)将步骤1制得的TiO2粉末添加剂悬浮于槽液中，并使悬浮的TiO2粉末添加剂在槽液中的浓度控制在0.06g/L左右，采用悬浮电解工艺制得改性电解二氧化锰，测试制备的改性电解二氧化锰中TiO2含量，测试结果列于表2。电解过程中要不断补充电解液和TiO2粉末添加剂，使溶液中TiO2粉末添加剂的含量处于相对稳定的值。2)取步骤1制备的改性电解二氧化锰粉末1500g、石墨100g、硬脂酸钙60g通过干拌搅拌均匀，之后加入640g40％KOH水溶液湿拌搅拌均匀，经过压片、造粒、过筛、成型制成碱性电池正极；搭配电池负极在碱性电池生产线上组装成LR6电池。3)其它步骤同实施例1步骤4～5。实施例3：1)将锐钛矿晶型TiO2粉末在惰性气体保护下，900℃温度下热处理10分钟，得到平均粒径为4μm的TiO2粉末添加剂，测试其中生成的金红石晶型TiO2含量，测试结果列于表1。2)将制得的TiO2粉末添加剂悬浮于槽液中，并使悬浮的TiO2粉末添加剂在槽液中的浓度控制在0.08g/L左右，采用悬浮电解工艺制得改性电解二氧化锰，测试制备的改性电解二氧化锰中TiO2含量，测试结果列于表2。电解过程中要不断补充电解液和TiO2粉末添加剂，使溶液中TiO2粉末添加剂的含量处于相对稳定的值。3)取步骤2制得的改性电解二氧化锰粉末1500g、石墨100g、硬脂酸钙60g通过干拌搅拌均匀，之后加入640g40％KOH水溶液湿拌搅拌均匀，经过压片、造粒、过筛、成型制成碱性电池正极；搭配电池负极在碱性电池生产线上组装成LR6电池。4)其它步骤同实施例1步骤4～5。对比例1：1)取普通工艺制备的不含TiO2添加剂的电解二氧化锰粉末1500g、石墨100g、硬脂酸钙60g通过干拌搅拌均匀，之后加入640g40％KOH水溶液湿拌搅拌均匀，经过压片、造粒、过筛、成型制成碱性电池正极；搭配电池负极在碱性电池生产线上组装成LR6电池。2)其它步骤同实施例1步骤4～5。对比例2：1)取普通工艺制备的不含TiO2添加剂的电解二氧化锰粉末1500g、石墨100g、硬脂酸钙60g、锐钛矿晶型TiO23.0g通过干拌搅拌均匀，之后加入640g40％KOH水溶液湿拌搅拌均匀，经过压片、造粒、过筛、成型制成碱性电池正极；搭配电池负极在碱性电池生产线上组装成LR6电池。2)其它步骤同实施例1步骤4～5。对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.改性电解二氧化锰，其特征在于：所述改性电解二氧化锰的重量百分比组成为；金红石晶型TiO20.3～3‰、锐钛矿晶型TiO20.5～5‰，余量为电解二氧化锰。

【技术特征摘要】
1.改性电解二氧化锰，其特征在于：所述改性电解二氧化锰的重量百分比组成为；金红石晶型TiO20.3～3‰、锐钛矿晶型TiO20.5～5‰，余量为电解二氧化锰。2.根据权利要求1所述的改性电解二氧化锰，其特征在于：所述的金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面。3.改性电解二氧化锰的制备方法，其特征在于：具体按照以下步骤实施：步骤1：将锐钛矿晶型TiO2在惰性气体保护下进行热处理，热处理温度为600～1000℃，热处理时间为5～60分钟，得到一种金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面的TiO2粉末添加剂，该T...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐录，胡春益，徐燕玲，陈国标，
申请(专利权)人：中银宁波电池有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33