[发明专利]一种锌锰干电池活性材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锌锰干电池活性材料的制备方法，包括：(1)将天然二氧化锰进行破碎处理；(2)向步骤(1)所得矿粉中加入浓硫酸，加热至预定温度进行搅拌；(3)对酸处理后的混合物进行多次漂洗、抽滤；(4)对漂洗后的混合物进行中和处理，直至混合物的pH值达到6～7；(5)对中和后的混合物进行多次漂洗、抽滤，再进行烘干处理，得到活性二氧化锰；(6)将活性二氧化锰、电解二氧化锰按设定比例混合均匀，过筛后得到所述锌锰干电池活性材料。本发明通过浓硫酸处理来改变天然二氧化锰的晶型，制备得到比表面积大、放电活性高的活性二氧化锰，将活性二氧化锰、电解二氧化锰混合均匀，作为锌锰电池工业潜在的理想放电原材料。

技术领域

本发明涉及化学电源领域，具体涉及一种锌锰干电池活性材料的制备方法。

背景技术

普遍使用的便携式智能电子产品，离不开电池，电池分为一次电池和二次电池，一次电池即为不可再充电的电池，二次电池为可充电电池。锌锰干电池，是一次电池中的一种，现在依然有着广泛用途。

锌锰干电池产品中所使用的正极活性物质为二氧化锰。目前用于电池工业的二氧化锰主要包含天然二氧化锰(NMD)和电解二氧化锰(EMD)两种。天然二氧化锰具有价格低廉的优点，但是其放电性能很差，只能勉强应用于普通电池，不能满足高品质锌锰干电池的性能要求；而电解二氧化锰虽然具有很好的放电性能，但价格昂贵，为天然二氧化锰的5～7倍，致使产品成本高昂。

锌锰干电池行业是一个薄利行业，它不仅要满足用户提出的日益苛刻的性能要求，而且要参与激烈的国际、国内市场竞争，因此，保证电池产品的质量，不断降低生产成本，提高效益成为干电池生产的重中之重。

虽然全球锰矿资源较为丰富，在氧化型锰矿资源中，只有极小部份为放电锰，且资源基本处于枯竭状态；大部份为活性差、不宜放电使用的化工锰，可用于制备电解锰的原料。由于多年来锰矿不断开采，放电锰的品位和性能大幅度下降，为了保证电池产品的质量，电池生产厂只有不断提高电解锰的用量，大幅增加原材料成本。为了保证电池产品的质量，降低生产成本，提高竞争力，同时为全球高品质干电池产品提供物美价廉的原材料，并且充分利用现有的锰矿资源，亟需开发一种低成本、高性能的锌锰干电池活性材料。

专利ZL01107583.X公开了一种干电池用天然二氧化锰活化方法，将二氧化锰(含量为45-70％)粉碎至180-250目的矿粉，以固液比1:2-3Kg/L的比例，加入工业级盐酸，在60-80℃温度及PVC衬里带搅拌桨的反应器中，溶出二氧化锰中的杂质，将溶出杂质后的物质进行过滤，将滤出沉积物加入到15-18％的硫酸溶液中，加入原矿的百分比为8-16％硫酸锰，在90-100℃温度下，搅拌反应3-5小时，再加入原矿的百分比为4-8％氯酸钠，继续搅拌反应3-5小时，溶出三价锰与无电化学活性的四价锰，转化为活性二氧化锰，将反应物过滤、洗涤，再用碳酸氢钠中和至其pH为6-8，最后过滤、烘干，得到含量为65-85％的二氧化锰产品。但是其制备工艺复杂，生产周期较长，需要加入多种化学试剂，导致生产成本较高，制备的活性二氧化锰放电性能无法满足高品质锌锰干电池的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、低成本、高性能的锌锰干电池活性材料的制备方法。

本发明提供一种锌锰干电池活性材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将天然二氧化锰进行破碎处理，得到预定细度的矿粉；

(2)向步骤(1)所得矿粉中加入浓硫酸，加热至预定温度进行搅拌，得到酸处理后的混合物；

(3)对步骤(2)所得酸处理后的混合物进行多次漂洗、抽滤，得到漂洗后的混合物；

(4)对步骤(3)所得漂洗后的混合物进行中和处理，直至混合物的pH值达到6～7，得到中和后的混合物；

(5)对步骤(4)所得中和后的混合物进行多次漂洗、抽滤，再进行烘干处理，得到活性二氧化锰；