錳電解沉積工藝及新型陽極研究.pdf

1、在電解錳過程中加入添加劑，可以有效提高陰極電流效率，降低單位能耗，但是常用的SeO2有劇毒性，對人體和環(huán)境危害很大。同時，陽極溶液中會有電化學活性較高的粉末狀MnO2生成。雖然MnO2是重要的工業(yè)生產(chǎn)原料，在干電池、玻璃工業(yè)、鋼鐵和陶瓷行業(yè)等多方面有廣泛的應用，它也是鋰離子電池正極材料錳酸鋰的主要原料。但是，在電解錳中產(chǎn)生的MnO2因為鉛合金陽極表面的鉛以Pb2+形式進入其中，影響其電化學活性，使得產(chǎn)物的價值沒有體現(xiàn)。
　　本文在

2、優(yōu)化電解條件的基礎上，根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)文獻，遴選了痕量鋅、亞硫酸、聚丙烯酰胺等物質(zhì)作為新型添加劑。分別研究了單一添加劑以及復合添加劑對電解錳電流效率、單位能耗、金屬錳形貌和純度的影響。結(jié)果表明:痕量鋅與亞硫酸復合添加劑效果最好，電流效率達到73.69％，單位能耗為6946 kW·h/t，低于實際工業(yè)生產(chǎn)無硒高純錳單位能耗。
　　為盡量避免電解錳過程中鉛合金陽極中的鉛滲入陽極產(chǎn)物MnO2中摻入，選擇電解MnO2常用的鈦板作為電解錳陽極

3、。將其表面進行預處理和活化后制成Ti/SnO2/MnO2復合陽極，研究了該復合陽極對電解錳過程的影響。結(jié)果表明，與鉛合金陽極相比，同等實驗條件下，使用Ti/SnO2/MnO2復合陽極電解時的槽電壓和能耗低、電流效率高。痕量鋅與亞硫酸復合添加劑效果最好，電流效率達到82.93％，單位能耗為6500 kW·h/t，均優(yōu)于鉛合金陽極作為陽極板電解。
　　以兩種不同陽極電解的MnO2為錳源，采用固相法在750℃下焙燒24 h合成尖晶石型錳

4、酸鋰，比較其電化學性能。結(jié)果表明，以Ti/SnO2/MnO2復合陽極電解的MnO2作為原材料合成的錳酸鋰，其顆粒細小且形貌均勻，以鈦基復合陽極電解的MnO2和Li2CO3合成的錳酸鋰在0.1C倍率下的首次放電比容量首次放電容量可達110.4 mAh/g，高于鉛合金陽極電解MnO2合成錳酸鋰的100.9 mAh/g。在1.0C下經(jīng)過50個循環(huán)，容量有94.9 mAh/g，高于鉛合金陽極電解的MnO2合成的錳酸鋰的87.7 mAh/g。