电解二氧化锰晶型转化工艺制造技术

本发明专利技术涉及电池材料技术领域，公开了一种电解二氧化锰晶型转化工艺，包括以下步骤：制取浸出液，将氧化锰矿和硫铁矿在预设酸度、预设温度的条件下反应；制取电解液，将所述浸出液加入石灰水，调节pH值；除杂，对所制取的电解液进行过滤净化；分别调节含有硫酸锰电解液的电解槽的电流密度、温度、硫酸浓度和电压参数得到转化后不同晶型的电解二氧化锰；其中，所述电解液中含有电解二氧化锰悬浮颗粒或者化学二氧化锰。通过以上步骤可以有效提高二氧化锰的晶型稳定性、放电性能以及电解二氧化锰产品质量。品质量。品质量。

【技术实现步骤摘要】
电解二氧化锰晶型转化工艺


[0001]本专利技术涉及电池材料
，尤其涉及一种电解二氧化锰进行转化工艺。

技术介绍

[0002]电解二氧化锰具有化学纯度高、晶型号(
′
γ型)、合理的固相表面特性以及良好的正极成型特性以及良好的正极成型特性等优点，是目前高性能化学电池的主要原料。
[0003]目前，电解二氧化锰的制备方法主要是MnSO4‑
H2SO4体系电解，该体系电解方法制备得到的电解二氧化锰中杂质含量较高，从而导致电解二氧化锰的纯度低，电解工艺所产生的电解二氧化锰质量仍然存在一些不足之处：(1) 传统的物理化学理论难以指导电解二氧化锰生长与控制，导致电解二氧化锰的晶型稳定性较差；(2)生产电解二氧化锰的装备落后，导致电解二氧化锰是一个高能耗的产业。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种电解二氧化锰晶型转化工艺，旨在解决电解二氧化锰的晶型稳定性较差、放电性能较低以及电解二氧化锰产品质量不佳的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种电解二氧化锰晶型转化工艺，电解二氧化锰晶型转化工艺包括以下步骤：
[0006]制取浸出液，将氧化锰矿和硫铁矿在预设酸度、预设温度的条件下反应；
[0007]制取电解液，将所述浸出液加入石灰水，调节pH值；
[0008]除杂，对所制取的电解液进行过滤净化；
[0009]分别调节含有硫酸锰电解液的电解槽的电流密度、温度、硫酸浓度和电压参数得到定向转化的晶型的电解二氧化锰；
[0010]其中，所述电解液中含有电解二氧化锰或者化学二氧化锰悬浮颗粒。
[0011]可选的，所述电流密度从80A/m2增加至640A/m2。
[0012]可选的，所述温度从35℃增加至95℃。
[0013]可选的，所述硫酸浓度从0M增加至1.5M。
[0014]可选的，在电解过程中，保持所述电压参数不变。
[0015]可选的，向所述电解液中添加稀土元素。
[0016]可选的，对所述电解二氧化锰进行后处理，所述后处理包括热处理。
[0017]本专利技术另一方面提供一种电解二氧化锰晶型转化工艺，电解二氧化锰晶型转化工艺包括以下步骤：
[0018]制取含有60g/L Mn
2+
、0.5M硫酸的电解液；
[0019]分别调节含有所述电解液的电流密度、温度、硫酸浓度和电压参数得到定向转化的晶型的电解二氧化锰；
[0020]其中，所述电解槽的阳极为Pb合金。
[0021]本专利技术提供的技术方案中，电解二氧化锰晶型转化工艺包括制取浸出液，将氧化
锰矿和硫铁矿在预设酸度、预设温度的条件下反应；制取电解液，将所述电解液加入石灰水，调节pH值；然后对电解液进行过滤净化除杂。进一步地，对含有电解液的电解槽的电流密度、温度、硫酸浓度和电压参数分别进行调节得到定向转化的晶型的电解二氧化锰，其中，电解液中含有电解二氧化锰或者化学悬浮颗粒。
附图说明
[0022]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0023]图1为本专利技术电解二氧化锰晶型转化工艺的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术不同电流密度下电效/能耗
‑
时间；
[0025]图3为本专利技术不同电流下电解MnO2的XRD图；
[0026]图4为本专利技术不同温度下电效/能耗
‑
时间图；
[0027]图5为本专利技术不同温度下电解MnO2的XRD图；
[0028]图6为本专利技术电效/能耗
‑
时间关系图；
[0029]图7为本专利技术不同硫酸浓度下电解MnO2的XRD图；
[0030]图8为本专利技术不同电压对EMD晶型的影响图；
[0031]图9为本专利技术不同条件下EMD的晶型图；
[0032]图10为本专利技术稀土元素添加对EMD晶型的影响图；
[0033]图11为本专利技术不同热处理条件对EMD晶型的影响图；
具体实施方式
[0034]为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0035]此外，下面所描述的本专利技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0036]本专利技术一方面提供一种电解二氧化锰晶型转化工艺，如图1所示，所述电解二氧化锰晶型转化工艺包括以下步骤：
[0037]S1、制取浸出液，将氧化锰矿和硫铁矿在预设酸度、预设温度的条件下反应；
[0038]S2、制取电解液，将浸出液加入石灰水，调节pH值；
[0039]S3、除杂，对所制取的电解液进行过滤净化；
[0040]S4、分别调节含有硫酸锰电解液的电解槽的电流密度、温度、硫酸浓度和电压参数得到转化后不同晶型的电解二氧化锰；
[0041]其中，电解液中含有电解二氧化锰或者化学二氧化锰悬浮颗粒；后处理包括热处理。
[0042]在MnSO4‑
H2SO4‑
H2O电解体系中，总反应为：
[0043]MnSO4+2H2O＝MnO2+H2SO4+H2↑
[0044]阳极可能发生的反应为：
[0045]Mn
2+
+2H20＝MnO2+4H
+
+2e
‑ E
θ
＝1.23V
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0046]Mn
2+
＝Mn
3+
+e
‑ E
θ
＝1.51V
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0047]Mn
2+
+4H2O＝MnO4‑
+8H
+
+5e
‑ E
θ
＝1.51V
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0048]MnO2+2H2O＝MnO4‑
+4H
+
+3e
‑ꢀ
E
θ
＝1.695V
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0049]2H2O＝O2+4H
+
+4e
‑ꢀ
E
θ
＝1.229V
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0050]从标准电极电位来看,阳极主要是(1)和(5)的竞争反应，通过调节电解液的组成、电解温度、电流密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解二氧化锰晶型转化工艺，其特征在于，所述电解二氧化锰晶型转化工艺包括以下步骤：制取浸出液，将氧化锰矿和硫铁矿在预设酸度、预设温度的条件下反应；制取电解液，将所述浸出液加入石灰水，调节pH值；除杂，对所制取的电解液进行过滤净化；分别调节含有硫酸锰电解液的电解槽的电流密度、温度、硫酸浓度和电压参数得到定向转化的晶型的电解二氧化锰；其中，所述电解液中含有电解二氧化锰或者化学二氧化锰悬浮颗粒。2.根据权利要求1所述的电解二氧化锰晶型转化工艺，其特征在于，所述电流密度从80A/m2增加至640A/m2。3.根据权利要求1所述的电解二氧化锰晶型转化工艺，其特征在于，所述温度从35℃增加至95℃。4.根据权利要求1所述的电解二氧化锰晶型转化工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇志，刘作华，范兴，粟海锋，万维华，史磊，李坚，
申请(专利权)人：广西汇元锰业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：