一种电解二氧化锰粉末及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种电解二氧化锰粉末的制备方法，其中，所述制备方法包括：提供二氧化锰电解片；以及研磨步骤和中和步骤，其中，在研磨步骤和中和步骤中的至少一者中添加助剂，所述助剂包括碱土金属氧化物粉末。本发明专利技术还提供一种由本发明专利技术所提供的制备方法制得的电解二氧化锰粉末。当本发明专利技术所提供的制备方法的研磨步骤中添加了所述助剂时，可以降低制备电解二氧化锰粉末的过程中对研磨设备的腐蚀，从而可以降低最终获得的电解二氧化锰粉末中的有害金属杂质的含量。无论在中和步骤中添加所述助剂还是在研磨步骤中添加所述助剂，都可以改善最终获得的电解二氧化锰粉末在碱性电池生产过程中的加工特性、并提高所述电解二氧化锰粉末的碱性电位。

【技术实现步骤摘要】
一种电解二氧化锰粉末及其制备方法
本专利技术涉及电解二氧化锰粉末的加工领域，具体地，涉及一种电解二氧化锰的制备方法以及由该制备方法制得的电解二氧化锰。
技术介绍
由于电解二氧化锰(EMD，ElectrolyticManganeseDioxide)具有价格低廉、产能充足、放电性能优越以及能够长期存储等优点，在一次电池或者二次电池中，广泛地应用了电解二氧化锰材料。例如，电解二氧化锰可以被用作碱性原电池或锂电池的阴极活性材料，还可以被用作锂离子电池的正极活性材料的前驱体。电解二氧化锰半成品是通过电解含有硫酸锰和硫酸的酸性溶液制备而成，电解反应的阳极为钛极板，阴极由石墨、铜或相似材料制成。在电解过程中，反应生成的电解二氧化锰沉积在钛阳极板上，当沉积的电解二氧化锰厚度达到1毫米至75毫米时，利用外力将电解二氧化锰从钛阳极板上剥离下来而获得二氧化锰电解片，为不规则形状的片状物，其最大线性尺寸一般不超过200mm。随后对剥离下来的二氧化锰电解片进行研磨及中和(此两步骤无明确次序要求)，获得细度能够达到电池生产厂商的需求的电解二氧化锰粉末。作为电池产业的重要原材料之一，电解二氧化锰粉末经过与石墨及电解液等的充分混合后经过压片、造粒和打环等流程制备中，由于粉体或经过造粒制成的颗粒(granule)本身的硬度以及颗粒间的分散聚合特性会对模具接触面造成磨损。此外在挤压过程中，由于经过造粒制成的颗粒间的相对运动(或是说经过造粒制成的颗粒与模具的摩擦力的作用)，一些细小并带有不同锐角及钝角的粉体粒子会由于剪切作用而从原附着体(经过造粒制成的颗粒或在压力作用下颗粒被挤压成环)上脱落，从而嵌入固定模具(如芯杆和外模)与运动模具(如上下冲头)的微小缝隙之间。当运动模具在高压力作用下作高速运动时，嵌入缝隙间的细粉就会对固定件和运动件的受力表面产生反复摩擦以致在模具表面造成局部微观磨损。当经过几十万次甚至上百万次的此类微观磨损后，加工模具的宏观磨损就不可逆转的造成了。显然，加工工件及模具的磨损将增加电池加工设备故障率，对电池企业的生产成本和生产时间造成不利的影响。在压实成型过程中，由于经过造粒制成的颗粒与模具表面的摩擦力作用，使得成型体本身的密度随成型体高度变化而不同，在上述加工模具的宏观磨损造成的局部容积变化。这也是环体上发生断裂的成因之一。在二氧化锰电解片的研磨过程中，由机械能转换为热能使被研磨表面温度急剧上升而造成电解二氧化锰碱性电位衰减。同时，研磨过程中的机械力化学反应造成研磨件表面腐蚀，缩短研磨件的使用寿命，并将有害金属杂质带入到二氧化锰粉末中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电解二氧化锰粉末的制备方法以及一种利用该制备方法制得的电解二氧化锰粉末，利用所述制备方法制备电解二氧化锰粉末可以至少解决上述问题之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供一种电解二氧化锰粉末的制备方法，其中，所述制备方法包括：提供二氧化锰电解片；以及研磨步骤和中和步骤，其中，在研磨步骤和中和步骤中的至少一者中添加助剂，所述助剂包括碱土金属氧化物粉末。优选地，所述研磨步骤包括：将待研磨对象与所述助剂混合，获得第一混合物，所述待研磨对象与所述助剂中的碱土金属氧化物粉末的重量比例为100：(0.01～1)：对所述第一混合物进行研磨。优选地，所述待研磨对象与所述助剂中的碱土金属氧化物粉末的重量比例为100：(0.01～0.5)。优选地，所述中和步骤包括：将待中和对象与所述助剂混合，获得第二混合物，所述待中和对象与所述助剂中的碱土金属氧化物粉末的重量比例为100：(0.01～1)；对所述第二混合物进行中和处理。优选地，所述待中和对象与所述碱土金属氧化物粉末的重量比例为100：(0.01～0.5)。优选地，所述助剂为所述碱土金属氧化物粉末的乳状液。优选地，所述碱土金属氧化物粉末包括氧化镁粉末和/或氧化钙。优选地，在所述研磨步骤中添加所述助剂。作为本专利技术的第二个方面，提供一种电解二氧化锰粉末，其中，所述电解二氧化锰粉末由本专利技术所提供的上述制备方法获得。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术所提供制备方法的一种实施方式的流程图；图2是本专利技术制备例1所提供的制备方法的流程图；图3是本专利技术制备例2所提供的制备方法的流程图；图4是本专利技术制备例3所提供的制备方法的流程图；图5是本专利技术制备例4所提供的制备方法的流程图；图6是本专利技术制备例5所提供的制备方法的流程图；图7是本专利技术制备例6所提供的制备方法的流程图；图8是制备例7所提供的制备方法的流程图；图9是制备例8所提供的制备方法的流程图；图10是制造电池的流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。作为本专利技术的一个方面，提供一种电解二氧化锰粉末的制备方法，其中，所述制备方法包括：提供电解二氧化锰电解片；以及研磨步骤和中和步骤，其中，在研磨步骤和中和步骤中的至少一者中添加助剂，所述助剂包括碱土金属氧化物粉末。在本专利技术中，对研磨步骤和中和步骤的先后顺序并没有特殊的规定，因此，本专利技术所提供的制备方法包括以下六种方案：(1)研磨步骤在中和步骤之前进行，并且只在研磨步骤中添加所述助剂；(2)研磨步骤在中和步骤之前进行，并且只在所述中和步骤中添加所述助剂；(3)研磨步骤在中和步骤之前进行，并且研磨步骤和中和步骤中均添加所述助剂；(4)研磨步骤在中和步骤之后进行，并且只在研磨步骤中添加所述助剂；(5)研磨步骤在中和步骤之后进行，并且只在所述中和步骤中添加所述助剂；(6)研磨步骤在中和步骤之后进行，并且研磨步骤和中和步骤中均添加所述助剂。利用本专利技术所提供的制备方法制得的电解二氧化锰粉末用于电池生产的挤压造粒成型工艺、以及打环工艺中，无论利用上述六种方案中的哪种方案均能够降低对设备造成的磨损，并且，利用本专利技术所提供的制备方法制备的电解二氧化锰与使用相同原料采用常规方法制备的电解二氧化锰相比具有更高的碱性电位。下面对本专利技术所提供的制备方法的以上六种方法进行详细的介绍。在方案(1)中，研磨步骤在中和步骤之前进行，即，研磨步骤中的待研磨对象是酸性的二氧化锰电解片与所述助剂的混合物。由于二氧化锰电解片是酸性的，因此，在待研磨对象进行研磨时，所述助剂中的碱土金属氧化物粉末会与二氧化锰电解片中的酸性物质发生反应。大颗粒的粉碎通常是通过挤压、拉伸、剪切三种外力来实现的。当颗粒经粉碎变小时，其强度会随之变大。颗粒的粉碎一般被认为是通过研磨部件对大颗粒的直接撞击、粉碎和基于研磨与磨削所致的表面粉碎所构成的。二氧化锰电解片为硬度较高的脆性材料，在应力作用下极易发生剪切或错位断裂。电解二氧化锰的结构为有缺陷的γ-MnO2，在分布不均匀的外力(例如，破碎研磨过程中的外力)的作用下，具有易滑动的位错排列的晶粒将发生相对移动而形成局部塑性形变或者微裂纹。在持续应力作用下，形变处或微裂纹发生扩展以形成脆性断裂。脆性断裂可导致断裂表面的晶格被破坏，并导致形成不规则、带有锐角的颗粒。应力的施加将使块状固体发生断裂而形成少量的相对较大的颗粒与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解二氧化锰粉末的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供二氧化锰电解片；以及研磨步骤和中和步骤，其中，在研磨步骤和中和步骤中的至少一者中添加助剂，所述助剂包括碱土金属氧化物粉末。

【技术特征摘要】
1.一种电解二氧化锰粉末的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供二氧化锰电解片；以及研磨步骤和中和步骤，其中，在研磨步骤和中和步骤中的至少一者中添加助剂，所述助剂包括碱土金属氧化物粉末。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述研磨步骤包括：将待研磨对象与所述助剂混合，获得第一混合物，所述待研磨对象与所述助剂中的碱土金属氧化物粉末的重量比例为100：(0.01～1)：对所述第一混合物进行研磨。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述待研磨对象与所述助剂中的碱土金属氧化物粉末的重量比例为100：(0.01～0.5)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中和步骤包括：将待中和对象与所述助剂混合，获得第二混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌，曾伟，
申请(专利权)人：普瑞斯伊诺康有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45