CN1035118C - 电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法 - Google Patents

电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1035118C
CN1035118C CN94116718A CN94116718A CN1035118C CN 1035118 C CN1035118 C CN 1035118C CN 94116718 A CN94116718 A CN 94116718A CN 94116718 A CN94116718 A CN 94116718A CN 1035118 C CN1035118 C CN 1035118C
Authority
CN
China
Prior art keywords
manganese dioxide
composite material
dioxide composite
carbon
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN94116718A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1101385A (zh
Inventor
夏熙
何春
沈昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinjiang University
Original Assignee
Xinjiang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinjiang University filed Critical Xinjiang University
Priority to CN94116718A priority Critical patent/CN1035118C/zh
Publication of CN1101385A publication Critical patent/CN1101385A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1035118C publication Critical patent/CN1035118C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及利用电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，是一种电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，并通过以下措施实现的：首先用混合酸处理碳素粉，然后将处理后的碳素粉放入由硫酸锰和硫酸组成的电解液中进行电解，就在阳极上得到碳素-二氧化锰复合材料；采用本发明制备的碳素-二氧化锰复合材料与一般的电解二氧化锰相比较：其导电率高，硬度降低而有利于加工，用于电池中能够明显改善放电容量。

Description

电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法
本发明涉及利用电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，是一种电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，并用上述方法制备的碳素-二氧化锰复合材料用于电池中能够提高放电容量。
通常生产的电解二氧化锰为γ型，其硬度大，工业上用球磨机磨碎的过程中，较多引入铁杂质，从而影响电池贮存性能。为克服这些缺点，在电解液中悬浮碳素后制备的电解二氧化锰可以改善放电容量，如：日本专利特开昭61-47911公开了一种碳素-二氧化锰复合材料制备方法，这种方法首先是用发烟硫酸处理乙炔黑使之成为亲水性物质均匀分散在电解液中。但是用上述方法处理碳素时，存在污染性大，操作不便等缺点。
本发明的目的在于提出了一种比现有技术更为优良的用混合酸处理碳素粉后进行的电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法。
用上述方法制备的碳素-二氧化锰复合材料用于电池中能够提高放电容量。
本发明的目的是通过以下措施实现的：首先用混合酸处理碳素粉，然后将处理后的碳素粉放入由硫酸锰和硫酸组成的电解液中进行电解，就在阳极上得到碳素-二氧化锰复合材料。
其中，用混合酸处理碳素粉的过程为：首先在70℃至90℃下用混合酸处理碳素粉1至2小时，然后待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在70℃至90℃下干燥后就得到反应物，混合酸与碳素粉的体积配比为2∶1至3∶1；电解液为每升含有0.50摩尔至1.20摩尔硫酸锰和0.20摩尔至0.50摩尔硫酸的溶液并加入0.5克至4.0克用混合酸处理过的碳素粉；混合酸为硫酸与硝酸的混合酸，其硫酸与硝酸的体积配比为1∶4至20∶1；碳素粉为乙炔黑粉或石墨粉；阳极电流密度为0.7至2.0A/dm2；电解液温度为88℃至98℃；阳极采用钛电极或钛合金电极或喷砂钛电极；阴极采用石墨电极；该碳素-二氧化锰复合材料用于电池中能够提高其放电容量。
下面结合实施例对本发明作进一步详细论述：首先用硫酸与硝酸的混合酸处理碳素粉，然后将处理后的碳素粉放入由硫酸锰和硫酸组成的电解液中进行电解，就在阳极上得到碳素-二氧化锰复合材料；
其中，电解液为硫酸锰和硫酸的溶液并加入了用混合酸处理过的碳素粉；若硫酸锰浓度太低时，产量较少，而硫酸锰浓度太高时，电导率过低，能耗较高；若硫酸浓度太高时(如2摩尔/升)，二氧化锰含量显著降低；若硫酸浓度太低时，产品的二氧化锰的晶型虽以γ型为主，但含有少量的α和β型；当酸度高达2摩尔/升时，则有大量的α型存在；通过对温度、浓度、电流密度的控制以有利于制成所需的碳素-二氧化锰复合材料为佳；以下为具体的实施例：
实施例1，首先用硫酸与硝酸的体积比为1∶4的混合酸和乙炔黑粉进行混合，其混合酸与乙炔黑粉的体积比为2∶1，在温度为70℃下反应2小时后，再待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在70℃下干燥就得到处理乙炔黑粉；然后在每升含有0.50摩尔硫酸锰和0.20摩硫酸的溶液并加入0.5克处理乙炔黑粉就得到电解液，在阳极电流密度为0.7A/dm2、电解液温度为88℃进行电解，就在阳极即钛电极(阴极为石墨电极)上得到碳素-二氧化锰复合材料。
实施例2，首先用硫酸与硝酸的体积比为20∶1的混合酸和乙炔黑粉进行混合，其混合酸与乙炔黑粉的体积比为3∶1，在温度为90℃下反应1小时后，再待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在73℃下干燥就得到处理乙炔黑粉；然后在每升含有1.20摩尔硫酸锰和0.50摩硫酸的溶液并加入4.0克处理乙炔黑粉就得到电解液，在阳极电流密度为2.0A/dm2、电解液温度为98℃进行电解，就在阳极即钛合金电极(阴极为石墨电极)上得到碳素-二氧化锰复合材料。
实施例3，首先用硫酸与硝酸的体积比为1∶2的混合酸和乙炔黑粉进行混合，其混合酸与乙炔黑粉的体积比为2∶1，在温度为75℃下反应2小时后，再待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在75℃下干燥就得到处理乙炔黑粉；然后在每升含有0.80摩尔硫酸锰和0.30摩硫酸的溶液并加入1.0克处理乙炔黑粉就得到电解液，在阳极电流密度为0.9A/dm2、电解液温度为90℃进行电解，就在阳极即喷砂钛电极(阴极为石墨电极)上得到碳素-二氧化锰复合材料。
实施例4，首先用硫酸与硝酸的体积比为4∶1的混合酸和乙炔黑粉进行混合，其混合酸与乙炔黑粉的体积比为3∶1，在温度为80℃下反应2小时后，再待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在78℃下干燥就得到处理乙炔黑粉；然后在每升含有1.00摩尔硫酸锰和0.40摩硫酸的溶液并加入1.5克处理乙炔黑粉就得到电解液，在阳极电流密度为1.2A/dm2、电解液温度为92℃进行电解，就在阳极即钛电极(阴极为石墨电极)上得到碳素-二氧化锰复合材料。
实施例5，首先用硫酸与硝酸的体积比为18∶1的混合酸和石墨粉进行混合，其混合酸与石墨粉的体积比为2∶1，在温度为85℃下反应1小时后，再待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在82℃下干燥就得到处理石墨粉；然后在每升含有1.20摩尔硫酸锰和0.20摩硫酸的溶液并加入2.0克处理石墨粉就得到电解液，在阳极电流密度为1.4A/dm2、电解液温度为94℃进行电解，就在阳极即钛电极(阴极为石墨电极)上得到碳素-二氧化锰复合材料。
实施例6，首先用硫酸与硝酸的体积比为12∶1的混合酸和乙炔黑粉进行混合，其混合酸与乙炔黑粉的体积比为3∶1，在温度为90℃下反应1小时后，再待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在86℃下干燥就得到处理乙炔黑粉；然后在每升含有1.10摩尔硫酸锰和0.25摩硫酸的溶液并加入2.5克处理乙炔黑粉就得到电解液，在阳极电流密度为1.6A/dm2、电解液温度为96℃进行电解，就在阳极即钛合金电极(阴极为石墨电极)上得到碳素-二氧化锰复合材料。
实施例7，首先用硫酸与硝酸的体积比为20∶1的混合酸和石墨粉进行混合，其混合酸与石墨粉的体积比为2∶1，在温度为70℃下反应2小时后，再待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在88℃下干燥就得到处理石墨粉；然后在每升含有0.90摩尔硫酸锰和0.35摩硫酸的溶液并加入3.0克处理石墨粉就得到电解液，在阳极电流密度为1.8A/dm2、电解液温度为98℃进行电解，就在阳极即喷砂钛电极(阴极为石墨电极)上得到碳素-二氧化锰复合材料。
实施例8，首先用硫酸与硝酸的体积比为8∶1的混合酸和乙炔黑粉进行混合，其混合酸与乙炔黑粉的体积比为3∶1，在温度为72℃下反应2小时后，再待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在90℃下干燥就得到处理乙炔黑粉；然后在每升含有0.70摩尔硫酸锰和0.45摩硫酸的溶液并加入3.5克处理乙炔黑粉就得到电解液，在阳极电流密度为2.0A/dm2、电解液温度为95℃进行电解，就在阳极即钛电极(阴极为石墨电极)上得到碳素-二氧化锰复合材料。
采用本发明制备的碳素-二氧化锰复合材料与一般的电解二氧化锰相比较：其导电率高，硬度降低而有利于加工，用于电池中能够明显改善放电容量。
以下为用国际样品1号(即I.C.NO.1)和实施例1至8制成的电池在+0.3伏至-0.4伏区间和在+0.3伏至-1.0伏区间恒流放电结果：
  样    品   起始电位(伏) +0.3至-0.4伏区间恒流放电(分钟) +0.3至-1.0伏区间恒流放电(分钟)
  样品1号   +0.221     174     294
  实施例1   +0.180     210     335
  实施例2   +0.160     200     308
  实施例3   +0.209     205     311
  实施例4   +0.163     202     317
  实施例5   +0.167     195     291
  实施例6   +0.162     198     321
  实施例7   +0.169     201     315
  实施例8   +0.175     199     320

Claims (8)

1.一种电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，其特征在于：首先用混合酸处理碳素粉，然后将处理后的碳素粉放入由硫酸锰和硫酸组成的电解液中进行电解，就在阳极上得到碳素-二氧化锰复合材料，其中，混合酸为硫酸与硝酸的混合酸，其硫酸与硝酸的体积配比为1∶4至20∶1。
2.根据权利要求1所述的电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，其特征在于用混合酸处理碳素粉的过程为：首先在70℃至90℃下用混合酸处理碳素粉1至2小时，然后待冷却至室温后，将产物过滤出来，并用水洗涤后，再在70℃至90℃下干燥后就得到反应物；混合酸与碳素粉的体积配比为2∶1至3∶1。
3.根据权利要求1所述的电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，其特征在于由硫酸锰和硫酸组成的电解液为每升含有0.50摩尔至1.20摩尔硫酸锰和0.20摩尔至0.50摩尔硫酸的溶液并加入0.5克至4.0克用混合酸处理过的碳素粉。
4.根据权利要求1或2或3所述的电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，其特征在于碳素粉为乙炔黑粉或石墨粉。
5.根据权利要求1所述的电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，其特征在于阳极电流密度为0.7至2.0A/dm2。
6.根据权利要求1所述的电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，其特征在于电解液温度为88℃至98℃。
7.根据权利要求1所述的电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，其特征在于阳极采用钛电极或钛合金电极或喷砂钛电极。
8.根据权利要求1所述的电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法，其特征在于阴极采用石墨电极。
CN94116718A 1994-10-01 1994-10-01 电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法 Expired - Fee Related CN1035118C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN94116718A CN1035118C (zh) 1994-10-01 1994-10-01 电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN94116718A CN1035118C (zh) 1994-10-01 1994-10-01 电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1101385A CN1101385A (zh) 1995-04-12
CN1035118C true CN1035118C (zh) 1997-06-11

Family

ID=5038059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN94116718A Expired - Fee Related CN1035118C (zh) 1994-10-01 1994-10-01 电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1035118C (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02175888A (ja) * 1988-12-28 1990-07-09 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 電解二酸化マンガンの製造方法
JPH02213487A (ja) * 1988-12-26 1990-08-24 Japan Metals & Chem Co Ltd 電解二酸化マンガンの製造法
CN1047708A (zh) * 1988-05-29 1990-12-12 福建师范大学 纤维态电解二氧化锰的生产工艺及相应的装置和专用电极
JP4110485B2 (ja) * 1996-03-27 2008-07-02 ウステル・テヒノロジーズ・アクチエンゲゼルシヤフト 糸の品質を監視する方法及び装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1047708A (zh) * 1988-05-29 1990-12-12 福建师范大学 纤维态电解二氧化锰的生产工艺及相应的装置和专用电极
JPH02213487A (ja) * 1988-12-26 1990-08-24 Japan Metals & Chem Co Ltd 電解二酸化マンガンの製造法
JPH02175888A (ja) * 1988-12-28 1990-07-09 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 電解二酸化マンガンの製造方法
JP4110485B2 (ja) * 1996-03-27 2008-07-02 ウステル・テヒノロジーズ・アクチエンゲゼルシヤフト 糸の品質を監視する方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN1101385A (zh) 1995-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4874483A (en) Process for the preparation of redox battery electrolyte and recovery of lead chloride
EP0931855B1 (en) Production of hydrogen from water using photocatalyst-electrolysis hybrid system
USRE31286E (en) Production of electrolytic battery active manganese dioxide
US3414440A (en) Gamma manganese dioxide, method of preparing and dry cell type battery employing gamma type manganese dioxide
US3959021A (en) Novel manganese dioxide
ITMI960936A1 (it) Procedimento per il decapaggio dell'acciaio nel quale la ossidazione dello ione ferroso formatosi viene effettuata per via elettrochimica
CA1260428A (en) Suspension bath and process for production of electrolytic manganese dioxide
AU626935B2 (en) Continuous process for the manufacture of alkali metal perchlorate
CN1035118C (zh) 电解法制备碳素-二氧化锰复合材料的方法
US3345212A (en) Electrolytic process for preparing iron
Rethinaraj et al. Preparation and properties of electrolyc manganese dioxide
US4997531A (en) Process for manufacturing electrolytic manganese oxide
CA1219546A (en) Method for the electrolytic production of lead
CN109609974A (zh) 利于降低锌电积槽电压和能耗的方法
US4707227A (en) Simultaneous electro-deposition of manganese and manganese dioxide
US4048027A (en) Process for producing electrolytic MnO2 from molten manganese nitrate hexahydrate
CN1017453B (zh) 金属锰和二氧化锰同槽电解的方法及设备
EP0268319B1 (en) Method for extracting mn metal and manganese dioxide from divalent mn salt solutions
CN1321224C (zh) 废旧电池综合处理中锌和二氧化锰分离、提纯方法
US20020134689A1 (en) Continuous electrochemical process for preparation of zinc powder
US3824160A (en) Manufacture of copper dichromate and related materials
US2843510A (en) Cathode depolarizer for primary cells with acidic electrolytes
CN114892200B (zh) 电沉积法制备碳纸负载Bi纳米材料及其应用于电催化还原CO2
JPH03503333A (ja) 改良電解二酸化マンガンの製造方法
WO2024106304A1 (ja) 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee