[发明专利]用于使二氧化锰及其多晶型物可逆的方法

权利要求书

1.一种形成在电池的阴极中使用的层状二氧化锰的方法，该方法包括以下步骤：

将阴极设置到电化学电池单元的外壳中，该阴极包含阴极材料，该阴极材料包括：

二氧化锰化合物，

选自由铋、铜、锡、铅、银、钴、镍、镁、铝、钾、锂、钙、金、锑、铁、锌以及它们的组合组成的组的一种或多种添加剂，其中该添加剂呈元素形式或盐形式，以及

导电碳；

将阳极设置到该外壳中；

将聚合物隔膜设置在该阳极与该阴极之间，使得该阳极与该阴极电分开；

将碱性电解质添加至该外壳中；

将该电化学电池单元循环到该二氧化锰的第2电子容量；以及

形成具有层状二氧化锰结构的层状二氧化锰，其中该一种或多种添加剂被掺入到该层状二氧化锰结构中。

2.如权利要求1所述的方法，其中，使该电化学电池单元循环包括使该电化学电池单元在相对于Hg|HgO的-1V与相对于Hg|HgO的0.3V之间循环。

3.如权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：

在形成该层状二氧化锰之后使用该电化学电池单元作为电池。

4.如权利要求3所述的方法，其中，使用该电化学电池单元包括将该电池单元放电和充电多次。

5.如权利要求4所述的方法，其中，使用该电化学电池单元包括在该层状二氧化锰的第2电子容量的至少一部分内将该电化学电池单元放电。

6.如权利要求1所述的方法，其中，该二氧化锰化合物是α型二氧化锰、β型二氧化锰、γ型二氧化锰、λ型二氧化锰、ε型二氧化锰、δ型二氧化锰、电解二氧化锰、软锰矿、水钠锰矿、斜方锰矿、锰钡矿、钡硬锰矿、钡镁锰矿、锂硬锰矿、黑锌锰矿、富钠或富钾的水钠锰矿、隐钾锰矿、布塞尔矿、氧化锰、尖晶石形式的二氧化锰、二氧化锰或氧化锰或氢氧化锰的部分或完全质子化(H⁺)结构、锰的氢氧化物结构、二氧化锰的部分或完全锂化结构、二氧化锰的水插层结构、二氧化锰的铜插层结构、二氧化锰的组合或中间相。

7.如权利要求1所述的方法，其中，该尖晶石形式的二氧化锰为Mn₃O₄、ZnMn₂O₄、LiMn₂O₄、AlMn₂O₄、CuMn₂O₄、HMn₂O₄、MgMn₂O₄、或它们的组合。

8.如权利要求1所述的方法，其中，锰的氢氧化物结构是α,γ,β,δ-MnOOH或Mn(OH)₂。

9.如权利要求1所述的电极，其中，该一种或多种添加剂呈氧化物或氢氧化物形式、或元素形式。

10.如权利要求1所述的方法，其中，该一种或多种添加剂包括氧化铋、氢氧化铋、氧化铜、氢氧化铜、氢氧化钴、氧化铅、氧化银、氧化镍、氢氧化镍、氢氧化锂、镍、铜、铋、钴、镁或氧化镁。

11.如权利要求1所述的方法，其中，该添加剂是铜，并且呈粉末形式或金属载体形式。

12.如权利要求1所述的方法，其中，该导电碳选自由石墨、炭黑、乙炔黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、石墨炔、氧化石墨烯以及它们的组合组成的组。

13.如权利要求1所述的方法，其中，该电极基本上由以下项组成：大于0wt.％且小于或等于99wt.％的该二氧化锰；大于0wt.％且小于或等于99wt.％的该导电碳；并且剩余部分被该添加剂覆盖。