探究碱锰电池级化学二氧化锰的制备及性能研究

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1、中南工业大学硕士学位论文碱锰电池级化学二氧化锰的制备及性能研究姓名：苏侯香申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：满瑞林2000.4.1生直』．：业厶堂缝土硷室摘要本实验以丌发具有实用前景的碱锰电池的正极材料为目的，提出了一种新的化学．氧化锸的合成方法，并对其有关的影响因素和理论进行了研究。，(将软锰矿、氢氧化钠按质量比l：1的比例混合均匀，在420。C下脱水反应4小时，冷却后粉碎为巾3～5mm的小颗牲，在250。C下通氧反应6小时，冷却后用水浸出、过滤，可制得Na：MnO。溶液。将其与工业硫酸锰在硝酸介质中反应，可制得高活性的Y型(含微量n)二氧化锰．在浓碱性介

2、质中连续放r乜，其丌路电位可达1．58V(相对于zn电极)，放电容量可达240mAh／g，在重负荷放电时，表现出良好的去极化性能；往溶液巾加入少量Fe(NO。)。或MoO。添加剂，可制得具有良好Y晶型的改性化学二氧化锰，该种产品在浓戚性介质中放电，其极化电位低于15my，开路电位高于1．65v(相对于zn『包板)，放电容量大于270mAh／g，除视比重略低外，其理化性能和电化学都优于湘潭电化厂生产的电解二氧化锰；若往溶液中加入少量Bi(N0，)：。添加剂，可制得具有良好可充性能的改性化学二氧化锰，其电极的循环次数f白原来的5～6次，提高到60次以上，放电容量由原来的

3、40％提I岛到75％vA【：。}_r+本文通过化学分析、x射线衍射、红外光谱分析等，对不同反应介质和添加剂对化学二氧化锰理化性能的影响进行了分析和探讨；通过循环伏安法、恒流放电和连续充放电实验，对产品的电化学性能进行了简易评价，并对改性化学二氧化锰的可逆性机理作了初步探讨。关键词：碱锰电池化学：：氧化锰理化性能电化学性能循环伏安彳_J二为第l页!l!I亟』些鑫堂缝±迨塞PreparationofChemicalMn02UsedinNewTypeAlkalineZincManganeseDioxideBaffewandStudyonTheirPropertiesABS

4、TRAl0TInordertodevelopmanganesedioxideelectrodematerialwithpracticalprospects，anewmethodfortheproductionofchemicalmanganesedioxideisputforward，andtherelatedinfluencefactorsandtheoryarestudied．Afterroastedwithsodiumhydroxide(theirweightratio=1：1)at420℃forfourhours．thenaturalmanganicorei

5、schangedintosodiummanganite(N{lMn吼)，andtheniscooleddownandcrushedintopowderwiththepartiCIesfzetoapproximateIy3～6m．Beingheatedinairat250。CforSixhours，Thepowderisslowlyoxidizedintosodiummanganate(Na2~tn04)．Aftertheproductbeingcooleddown，leachedwithwaterandfiltered，theNa2Mn04solutioniSobt

6、ained，whichisusedasoxidizerinlaterprocess．ThechemicalmanganesediOXide(CMD)samples，whichhavegoodactivityandmajntlYcrystalphaseandminornmixedcrystalphase，couldbesynthesizedbymixingtheNa口Mn04andMnS04innitricacidsolution，theiropencircuitvoltagecanattain1．58vandtheirspecificdischargecapacit

7、ycanattain240fllAh／ginconcentratedalkalineelectrolyte，thesamplesshowexcellentdepolarizationinheavy—loaddischarge．WhenadditiresFe(N03)3orMo％iSaddedinthereactionarysolution，thechemicallymodifledmanganesedioxidesampleshaveimprovedY—typephase，theirpolarizationarelowerthan15my，opencircuit