改性电解二氧化锰及其制备方法技术

本发明专利技术公开了改性电解二氧化锰及其制备方法，改性电解二氧化锰由金红石晶型TiO2、锐钛矿晶型TiO2、硫酸钡和电解二氧化锰外到内依次包裹所制；其制备方法包括：将锐钛矿晶型TiO2在惰性气体保护下进行热处理，得到TiO2粉末添加剂；将二氧化锰和硫酸钡粉末按比例混合均匀后在马沸炉中进行热处理，冷却后研磨成粉状得到硫酸钡添加剂；将硫酸钡添加剂和TiO2粉末添加剂依次悬浮于电解槽的硫酸锰溶液中，采用悬浮电解工艺得到改性电解二氧化锰。本方案添加了硫酸钡添加剂层，硫酸钡与电解二氧化锰反应在电解二氧化锰表面形成保护膜，可以降低改性电解二氧化锰所制的电池内阻，增加离子导电能力，且不会增加电池析气量，在提高安全性能的同时，延长了电池的寿命。延长了电池的寿命。延长了电池的寿命。

【技术实现步骤摘要】
改性电解二氧化锰及其制备方法


[0001]本专利技术属于二氧化锰制备
，具体是改性电解二氧化锰及其制备方法。

技术介绍

[0002]电解二氧化锰是优良的电池的去极化剂，与天然放电二氧化锰生产的干电池相比，具有放电容量大、活性强、体积小、寿命长等特点，但由于受电解二氧化锰工艺的限制以及电池本身容量的有限性，使得制备得到的电池性能、寿命受到一定程度的限制，因此，需要对电解二氧化锰进行改进以提高电池性能及寿命。
[0003]例如中国专利，公告号为CN108281607B的专利公开了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的重量百分比组成为金红石晶型TiO2含量0.3～3
‰
、锐钛矿晶型TiO2含量0.5～5
‰
，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；其制备方法包括：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；步骤3：将步骤2制备的1500g改性电解二氧化锰粉末加上100g石墨、60g硬脂酸钙通过干拌搅拌均匀，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碱性电池。
[0004]该专利通过在电解二氧化锰中均匀分散锐钛矿晶型TiO2，利用TiO2粉末具有一定的缓释功能，降低锐钛矿晶型TiO2对电池钢壳的腐蚀作用，从而延长电池的寿命，该专利仅从降低对电池钢壳的腐蚀作用来延长电池的寿命，延长电池寿命的效果有限，因此，我们提出了改性电解二氧化锰及其制备方法。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中利用降低对电池钢壳的腐蚀作用达到延长电池寿命的效果有限的问题，本专利技术的目的是提供改性电解二氧化锰及其制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：改性电解二氧化锰，由以下重量百分比的组分组成：金红石晶型TiO2含量0.2～2
‰
、锐钛矿晶型TiO2含量0.4～4
‰
、硫酸钡含量0.1～5
‰
，余量为电解二氧化锰，且金红石晶型TiO2、锐钛矿晶型TiO2、硫酸钡和电解二氧化锰由外到内依次包裹。
[0007]进一步，改性电解二氧化锰的制备方法，根据权利要求1所述的组分组成的改性电解二氧化锰的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1、制备TiO2粉末添加剂，将锐钛矿晶型TiO2在惰性气体保护下进行热处理，得到金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面的TiO2粉末添加剂；
[0009]S2、制备硫酸钡添加剂，将二氧化锰和硫酸钡粉末按比例混合均匀后在马沸炉中
进行热处理，冷却后研磨成粉状得到硫酸钡添加剂；
[0010]S3、制备改性电解二氧化锰，将硫酸钡添加剂和TiO2粉末添加剂依次悬浮于电解槽的硫酸锰溶液中，采用悬浮电解工艺得到改性电解二氧化锰。
[0011]进一步，所述S1中锐钛矿晶型TiO2热处理温度为600～1000℃，热处理时间为10～40min。
[0012]进一步，所述S2中二氧化锰和硫酸钡粉末按1.2:1的比例混合均匀。
[0013]进一步，所述S2中二氧化锰和硫酸钡粉末混合物热处理温度为600～1000℃，热处理时间为3～12h。
[0014]进一步，所述S2中硫酸钡添加剂粒径为1～10μm。
[0015]进一步，所述S3中电解槽中加入的硫酸钡添加剂浓度为0.1～5g/L、TiO2粉末添加剂浓度为0.01～0.5g/L。
[0016]进一步，所述S3中电解槽包括槽体，槽体内设有若干阳极管和阴极管，阳极管与阴极管交替间隔放置，阳极管与阴极管之间设有隔膜，槽体底部连通有若干第一进液管，第一进液管连通有第二进液管，槽体顶部设有若干排气孔和第一添加剂输送管，排气孔设于阳极管两侧，排气孔上粘接有滤膜，第一添加剂输送管设于阴极管两侧，第一添加剂输送管位于槽体内的一端固定连接有喷头，第一添加剂输送管位于槽体外的一端连通有第二添加剂输送管，槽体两侧下部设有排液管，排液管上安装有阀门。
[0017]采用上述方案后实现了以下有益效果：
[0018]1.改性电解二氧化锰，由金红石晶型TiO2、锐钛矿晶型TiO2、硫酸钡和电解二氧化锰由外到内依次包裹，相比较现有技术，在TiO2添加剂与电解二氧化锰之间添加了硫酸钡添加剂层，硫酸钡与电解二氧化锰反应在电解二氧化锰表面形成保护膜，可以降低改性电解二氧化锰所制的电池内阻，增加离子导电能力，且不会增加电池析气量，在提高安全性能的同时，延长了电池的寿命；
[0019]2.利用悬浮电解工艺可以使TiO2和硫酸钡分布更均匀，使电解二氧化锰的保护膜分布更均匀，可在短路时阻止正极活性材料裂解，使得电池更安全，同时也提高了电池的使用寿命。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例的制备流程示意图。
[0021]图2为本专利技术实施例的电解槽的剖面图。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0023]说明书附图中的附图标记包括：槽体1、阳极管2、阴极管3、隔膜4、第一进液管5、第二进液管6、排气孔7、第一添加剂输送管8、喷头9、第二添加剂输送管10、排液管11、阀门12。
[0024]实施例基本如附图1
‑
图2所示：
[0025]改性电解二氧化锰，由以下重量百分比的组分组成：金红石晶型TiO2含量0.2～2
‰
、锐钛矿晶型TiO2含量0.4～4
‰
、硫酸钡含量0.1～5
‰
，余量为电解二氧化锰，且金红石晶型TiO2、锐钛矿晶型TiO2、硫酸钡和电解二氧化锰由外到内依次包裹。
[0026]改性电解二氧化锰的制备方法，根据上述的组分组成的改性电解二氧化锰的制备方法，包括如下步骤：
[0027]S1、制备TiO2粉末添加剂，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10～40min，得到金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面的TiO2粉末添加剂；
[0028]S2、制备硫酸钡添加剂，将二氧化锰和硫酸钡粉末按1.2:1的比例混合均匀后在马沸炉中进行热处理，热处理温度为600～1000℃，热处理时间为3～12h，冷却后研磨成粉状得到粒径为1～10μm的硫酸钡添加剂；
[0029]S3、制备改性电解二氧化锰，将硫酸钡添加剂和TiO2粉末添加剂依次悬浮于电解槽的硫酸锰溶液中，其中电解槽中加入的硫酸钡添加剂浓度为0.1～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.改性电解二氧化锰，其特征在于：由以下重量百分比的组分组成：金红石晶型TiO2含量0.2～2
‰
、锐钛矿晶型TiO2含量0.4～4
‰
、硫酸钡含量0.1～5
‰
，余量为电解二氧化锰，且金红石晶型TiO2、锐钛矿晶型TiO2、硫酸钡和电解二氧化锰由外到内依次包裹。2.改性电解二氧化锰的制备方法，其特征在于：根据权利要求1所述的组分组成的改性电解二氧化锰的制备方法，包括如下步骤：S1、制备TiO2粉末添加剂，将锐钛矿晶型TiO2在惰性气体保护下进行热处理，得到金红石晶型TiO2包覆在锐钛矿晶型TiO2表面的TiO2粉末添加剂；S2、制备硫酸钡添加剂，将二氧化锰和硫酸钡粉末按比例混合均匀后在马沸炉中进行热处理，冷却后研磨成粉状得到硫酸钡添加剂；S3、制备改性电解二氧化锰，将硫酸钡添加剂和TiO2粉末添加剂依次悬浮于电解槽的硫酸锰溶液中，采用悬浮电解工艺得到改性电解二氧化锰。3.根据权利要求2所述的改性电解二氧化锰的制备方法，其特征在于：所述S1中锐钛矿晶型TiO2热处理温度为600～1000℃，热处理时间为10～40min。4.根据权利要求2所述的改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇志，刘作华，林建兴，苏广源，向楷雄，
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：