[发明专利]碱性锌锰电池用电解二氧化锰的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解法生产或精炼电解二氧化锰的方法，尤其是一种碱性锌锰电池用电解二氧化锰的制备方法。

背景技术

在现有工业生产电解二氧化锰中，使用硫酸锰和硫酸的水溶液作为电解液进行电解，使二氧化锰在纯钛、碳阳极上折出。

作为电解二氧化锰的制备方法，已知的有在电解液中不加其它物料进行电解的澄清法，这种方法已成为一般常用的方法之一。

另一种常用的方法是，与以上方法相反的一种在电解溶液中添加锰氧化物颗粒(专利号：CN95118783)或其它颗粒(CN94116718.6)并使其悬浮的电解法，这种方法叫悬浮法。

以上两种电解二氧化锰的制备方法(使用纯钛、碳等为阳极)缺点是，高放电率下放电容量比较低，悬浮法可以大大提高产量，但无法提高高放电率下的放电容量。

Kerr-McGee patent(US 6,527,941)提出一种改善在高放电率下有高放电容量的电解二氧化锰的生产方法，这个方法是建立在电解槽中维持有高温度的硫酸和硫酸锰的电解质水溶液。该方法的主要特征是高酸度、低硫酸锰浓度、低电流密度，缺点是产量低，槽电压高难于控制。

Davis(Gillette patent US 6,585,881 B)提出一种在高温下生产在高放电率下有高放电容量的电解二氧化锰的生产方法，其特征是电解温度高(≥110℃)，缺点是条件过于苛刻，工业化困难。

这些电解方法生产碱性电池用电解二氧化锰无一例外使用纯钛作为阳极，钛作为阳极的结构有所不同，有平板喷砂，梯形波纹(CN200520070240.5)，正弦波纹、平板开窗等。

发明内容

本发明的目的是提供一种旨在高放电率下获得高放电容量的电解二氧化锰的制造方法，特别是提供一种用于碱性锌锰电池的性能优良的电解二氧化锰的制造方法。

本发明的技术方案：

为达到上述目的，本发明提出如下技术方案，就是使用钛基钛锰合金板、条或者是板、条组合成的各种形状的电极为阳极进行电解。

此外，本发明的特征还有，电解液的组成为：硫酸浓度控制在40～100g/L，硫酸锰浓度控制在30～120g/L，槽电压十分稳定，生产容易控制。

此外，本发明方法的特征还有，在0.6～1.2A/dm²阳极电流密度下电解，不加入任何添加剂，槽电压十分稳定，产量较高，生产容易控制。

此外，本发明方法的特征还有，在0.8～1.5A/dm²阳极电流密度下电解，电解液中加入悬浮剂。

此外，本发明方法的特征还有，电解槽中加入悬浮剂种类为锰氧化物或者碳颗粒，如石墨、碳纤维等。

此外，本发明方法的特征还有，电解槽中加入悬浮剂平均粒径小于10微米。

此外，本发明方法的特征还有，电解槽中加入悬浮剂的量为槽液中悬浮剂含量10～50PPM。

本发明所提供的是，在上述硫酸浓度和硫酸锰浓度的电解液中电解，在上述电流密度条件下制备厚度均匀、高放电率下放电容量大而且偏差小、电解电流效率高的碱性锌锰电池用电解二氧化锰的方法。

本发明的优点：

1、本发明生产的产品质量比现有工艺生产的产品有很大提高，碱性放电容量(终止0.9伏)提高4％以上，特别是高压段(终止1.2伏)放电提高10％以上，达到国际先进水平。

2、本发明有很明显的节能降耗效果，可以提高电解的电流效率，相同条件下可降低电解电耗20％以上，符合国家的产业政策。

3、本发明单槽产量高，可以在相同的公用设备装置下提高设备的利用率，减少公用设备的投资。

4、本发明槽电压十分稳定，生产容易控制，产品均匀。

具体实施方式

本发明使用钛基钛锰合金板、条或者是板、条组合成的各种形状的电极为阳极进行电解，阴极使用碳素电极或者铜电极，阴阳极有效表面积的比例控制在0.6～1.3∶1。

本发明的电解液组成为，硫酸浓度控制在40～100g/L，硫酸锰浓度控制在30～120g/L。补充液为硫酸锰溶液，浓度控制在100～180g/L，电解过程中连续加入。

本发明的电解温度控制在95～99℃，用十二醇硫酸钠做为封槽剂，用1～5Mpa的锅炉蒸汽加热保温，加热管材质采用纯钛。

本发明采用的阳极电流密度为在0.6～1.2A/dm²，出槽电压控制在3.5伏。