[发明专利]一种分散型球状氧化锰材料的制备及其在锌电池中应用

权利要求书

1.一种分散型球状氧化锰材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备溶液A和溶液B；

步骤1.1、制备溶液A:将一定量的可溶性碳酸盐和表面活性剂溶解在去离子水中，并分散均匀，形成溶液A；可溶性碳酸盐为碳酸钠和碳酸钾中的至少一种；表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种；

步骤1.2、制备溶液B:将一定量的可溶性二价锰盐溶解在去离子水中，并分散均匀，形成溶液B；

步骤2、在一定温度、分散搅拌和通入保护性气体的条件下，将溶液A滴加到溶液B中，混合均匀，进行共沉淀反应；

步骤2.1、利用搅拌装置对溶液A和溶液B进行分散搅拌；

步骤2.2、在室温条件下，将保护性气体通入溶液B中；利用滴加装置将溶液A滴加到溶液B中进行共沉淀反应；共沉淀反应的温度为15～80℃；保护性气体为氮气或氩气；

步骤3、待共沉淀反应结束后，将混合溶液继续搅拌1～10小时，对沉淀产物进行过滤、洗涤、烘干，得到MnCO₃前驱体粉体；

步骤4、将步骤3得到的MnCO₃前驱体粉体置于马弗炉中，在300～450℃温度下和空气或富氧气氛下热处理2～12h，得到球形β-MnO₂材料。

2.根据权利要求1所述分散型球状氧化锰材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1.2中可溶性二价锰盐为硫酸锰、硝酸锰和氯化锰中的至少一种。

3.根据权利要求1所述分散型球状氧化锰材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1.1和步骤1.2中可溶性碳酸盐的物质的量和可溶性二价锰盐的物质的量之比为(1：0.5)～(1：2)；所述表面活性剂的物质的量为可溶性碳酸盐物质的量的0.001～0.05倍。

4.根据权利要求1所述分散型球状氧化锰材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2.1中搅拌装置的转速为100～1000r/min。

5.根据权利要求1所述分散型球状氧化锰材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中烘干温度为50～110℃。

6.根据权利要求1所述分散型球状氧化锰材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中热处理温度为300～450℃，热处理的气氛为空气或富氧气氛。

7.一种如权利要求1所述制备方法制备的分散型球状氧化锰材料在锌电池中应用，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将球形β-MnO₂材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯按照(30～90):(50～5):(20～5)的质量比例混合，加入适量甲基吡咯烷酮，球磨混合均匀，得到混合均匀的浆料；

步骤2、将混合均匀的浆料涂覆于不锈钢上，得到正极极片；

步骤3、将正极极片剪裁成(1～50)cm*(1～50)cm作为正极，以金属锌为负极，含有硫酸锌和硫酸锰的水溶液为电解液，组装全电池。