Dióxido de manganês , também conhecido como "peróxido de manganês", "óxido de manganês preto", é um cristal ortorrômbico preto ou pó marrom-preto, e existem muitas variantes. insolúvel em água, ácido nítrico, ácido sulfúrico frio e ácido acético, solúvel em ácido clorídrico frio e concentrado para gerar mncl4 verde-marrom claro instável , que é aquecido e reage com ácido clorídrico concentrado para liberar cloro gás. reage com ácido sulfúrico concentrado e libera oxigênio lentamente, e pode ser dissolvido em ácido sulfúrico diluído ou ácido nítrico na presença de H2O2 ou H2C2O4. quando aquecido a 600℃ no ar, libera oxigênio e se transforma em mn2o3, e quando é branco quente, ele se transforma em mn3o4. é um oxidante forte e não pode ser aquecido ou esfregado junto com substâncias orgânicas ou outras substâncias oxidáveis, como enxofre, sulfeto, fosfeto, etc. existe na natureza como pirolusita. método de preparação: pode ser preparado aquecendo manganês cristais de nitrato no ar a 150-190 ℃ por um longo tempo.

1. método para preparar dióxido de manganês eletrolítico com alta densidade de compactação
como o dióxido de manganês eletrolítico é um material barato e abundante, e tem excelentes propriedades de descarga e armazenamento de longo prazo,, é comumente usado como material ativo para células de bateria seca. por exemplo, dióxido de manganês eletrolítico é usado como material para eletrodos positivos em baterias primárias alcalinas. o dióxido de manganês eletrolítico é tipicamente preparado passando uma corrente contínua através de um banho de galvanoplastia contendo uma solução ácida de sulfato de manganês e ácido sulfúrico.

o eletrodo positivo da célula de galvanoplastia pode compreender uma placa de titânio com dióxido de manganês eletrolítico nele depositado. o eletrodo negativo pode ser feito de grafite ou cobre ou materiais semelhantes. quando o dióxido de manganês eletrolítico depositado atinge uma espessura de cerca de 1 mm a cerca de 75 mm, é removido da placa de titânio com uma força externa, e pode ser pulverizado até um tamanho máximo de 25-100 mm para obter dióxido de manganês eletrolítico para processamento posterior de fragmentos de manganês. o tamanho dos fragmentos de dióxido de manganês eletrolítico é ainda mais reduzido usando um processo de moagem ou pulverização para atender aos requisitos do fabricante da bateria. uma vez que o dióxido de manganês eletrolítico é preparado em um banho ácido, a preparação de dióxido de manganês eletrolítico geralmente requer lavagem ou tratamento cáustico de dióxido de manganês para neutralizar a acidez residual do banho ácido.

este tratamento pode ser realizado antes ou após a pulverização do dióxido de manganês eletrolítico. se a etapa de neutralização for realizada após a etapa de pulverização, as partículas de dióxido de manganês eletrolítico são geralmente suspensas em uma solução aquosa à qual foi adicionado hidróxido de sódio, e uma vez que a acidez é neutralizada, a desidratação é então realizada para separar a solução aquosa das partículas sólidas de dióxido de manganês eletrolítico . o material obtido após a etapa de neutralização é chamado de dióxido de manganês eletrolítico neutralizado. na etapa final, o dióxido de manganês eletrolítico é seco até um determinado tamanho.

por exemplo, para aplicações de células galvânicas alcalinas, a etapa de secagem é geralmente leve, deixando água fisissorvida, que pode compreender de cerca de 1% a cerca de 3% em peso do produto. o material resultante é um material ativo para baterias primárias alcalinas. os fabricantes de baterias usam dióxido de manganês eletrolítico como material ativo para o eletrodo positivo em baterias alcalinas contra o ânodo de zinco. o dióxido de manganês eletrolítico é combinado com outros materiais que compõem o eletrodo positivo precursor e compactado por meio de uma ferramenta. a quantidade de dióxido de manganês eletrolítico encapsulado em um volume predeterminado de bateria é um fator importante na determinação do desempenho da bateria. a densidade de compactação de dióxido de manganês eletrolítico é um parâmetro usado para prever a quantidade de dióxido de manganês eletrolítico que pode ser carregado em uma bateria. altas densidades de compactação são preferidas para fabricantes de baterias porque baterias com prede o volume determinado terá melhor desempenho quando o dióxido de manganês eletrolítico for mais compactado.

2. método de limpeza ultrassônica de dióxido de manganês
o dióxido de manganês eletrolítico é o melhor material despolarizador para baterias de zinco-manganês. com o desenvolvimento da indústria de baterias, os fabricantes de baterias têm requisitos cada vez mais altos para materiais de dióxido de manganês eletrolítico, entre os quais o desempenho de descarga de dióxido de manganês eletrolítico é a principal prioridade. pesada. para este fim, fabricantes de eletrólise e muitos departamentos de pesquisa científica investiram muito esforço para encontrar processos mais razoáveis do processo de eletrólise e processo de pós-tratamento para produzir dióxido de manganês eletrolítico com maior qualidade. especialmente o processo de lavagem do produto.

no passado, o método de produção industrial era usar água quente, agitar e deixar de molho por um longo tempo, lavar repetidamente várias vezes, e depois filtrar. além disso, o efeito de limpeza do impurezas não é bom. no artigo "processo de produção de dióxido de manganês eletrolítico para baterias de manganês alcalinas sem mercúrio" ("bateria" publicação, 2003, 33(2), p. 102, escrito por xiao zheng), sugere-se que o método de lavagem a vapor de alta pressão pode ser usado. envolvendo alta pressão, é difícil realizar um grande número de equipamento de processamento de dióxido de manganês, e o processo é complicado. o objetivo da presente invenção é fornecer um método para limpeza ultrassônica de dióxido de manganês, que tenha um bom efeito de remoção de impurezas, tempo de produção curto, alta eficiência, e pode melhorar muito o desempenho de descarga de dióxido de manganês.

para atingir o objetivo acima, CN03156025.3 adota o seguinte esquema técnico: um método para limpeza ultrassônica de dióxido de manganês, o método compreende as seguintes etapas:

(1), misturar dióxido de manganês industrial e água a ser misturada com dióxido de manganês e água, colocar no recipiente que é fornecido com aquecedor e agitador; ou , no recipiente que é fornecido com aquecedor e agitador , misturar dióxido de manganês industrial e água para preparar uma mistura de dióxido de manganês e água;

(2), coloque o recipiente no tanque ultrassônico no equipamento ultrassônico novamente, e coloque água no tanque ultrassônico;

(3), use o aquecedor para aquecer, e agitar, e realizar o tratamento ultrassônico na condição de que a frequência seja 25-40khz;

(4) após o tratamento ultrassônico, retire a solução mista de dióxido de manganês e água, após a filtração, a secagem do dióxido de manganês é concluída.

a invenção adota o método de tratamento ultrassônico e usa cavitação ultrassônica para gerar forte impacto, destruindo o filme de gás e o filme líquido na superfície das micropartículas, para que a loção possa entrar em contato total com a superfície das micropartículas de dióxido de manganês e impactar as partículas que entram no dióxido de manganês. o interior dos poros é então separado da superfície e dos microporos das partículas de dióxido de manganês para atingir o objetivo de lavar a superfície e o interior das micropartículas de dióxido de manganês.

3. Um método controlável para preparar dióxido de manganês nanométrico
os métodos para preparar mno2 incluem principalmente o método de coprecipitação em fase líquida, o método de fase sólida de baixa temperatura, o método de decomposição térmica, o método de síntese hidrotérmica e o método sol-gel. entre eles, o método de precipitação em fase líquida tem as características de reação simples, rápida, completa e de baixo custo, mas a desvantagem é que a morfologia do produto da reação não pode ser controlada durante o processo de reação, e o tamanho de partícula obtido é grande.

cn201711140262.8 propõe um método para preparar mno2 adicionando brometo de dodecil amônia (CTAB) como surfactante. o esquema técnico de CN201711140262.8 é: um método de preparação controlável de dióxido de nano manganês, que adota o seguintes passos:

etapa 1: preparação de material ativo de dióxido de manganês: adicione surfactante a 200mol de solução de 0.1mol/l kmn04, adicione gota a gota 300mol de solução de 0.2mol/l mn(ch3coo)2 dentro de 2h, agite durante 8h, o produto precipitado é lavado com água desionizada e etanol e filtrado, e o filtrado é seco e moído para obter uma substância ativa de dióxido de manganês marrom-preto;

passo 2: preparação da folha de eletrodo de dióxido de manganês: misturar material ativo de dióxido de manganês, negro de fumo condutor e aglutinante politetrafluoretileno (PTFE), agitar com n-metilpirrolidona para formar plasticina, pressionar ti Uma folha de eletrodo de dióxido de manganês é preparado no chip.

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