电解二氧化锰的结构与放电性能之间的关系

大家知道，二氧化锰是碱锰电池最主要的正极材料，可是大家知道它有什么性质，是怎样制成的吗？本期我们就给大家介绍一下二氧化锰的知识。

二氧化锰性质
二氧化锰，英文名称manganese dioxide，工业用的二氧化锰主要分为三种:天然二氧化锰(NMD)、化学二氧化锰(CMD)、电解二氧化锰(EMD)。

天然二氧化锰矿中含有大量的杂质如SiO2、Al2O3等，最好的二氧化锰矿含二氧化锰量也不超过85%，即使是化学二氧化锰或电解二氧化锰，二氧化锰的含量也在93%以下，剩余成分为低价锰氧化物、吸附水与结合水、硫酸盐以及少量杂质。

电池原材料中二氧化锰的含量对电池的放电性能有着重要的影响，但绝非电解锰中二氧化锰含量高，放电容量就一定高。

二氧化锰主要的晶型有α、β、γ、δ型，它的性质和用途与其晶体结构密切相关。

我们碱性电池用的二氧化锰是属于γ型的，而δ型的主要用于可充碱性电池。

二氧化锰的密度是作为电池活性材料的一种重要性质。

电池有固定的装填体积，密度大，装填的活性物质就多，电池的放电容量就大些。

二氧化锰大多是多孔物质，所以一般用比重法测定密度。

二氧化锰的颗粒大小及粒度分布对电池放电性能也有很大的影响。

有人认为粗颗粒的二氧化锰放电性能要比细颗粒的好;而还有人认为用不同颗粒大小的合理搭配的正极放电容量更高，因为颗粒大小各有自身的特征，颗粒大的，晶粒的晶界电阻小，但晶粒之间电阻大;
而颗粒小，反应的面积大，但晶界电阻大。

二氧化锰的表面性质决定着它释放有用功率的能力，而表面性质与二氧化锰的表面积、孔径和孔隙率有关。

天然二氧化锰的表面积在10～20m2/g之间，化学二氧化锰的表面积在50～100m2/g之间，而电解二氧化锰介于30～60m2/g。

表面积与活性的关系，总的说来没有确定的关系，在碱锰电池实际生产中，要求EMD有较小的表面积，约30m2/g，这样正极的空隙较大，电解液吸收更多，而且离子扩散的阻力较小。

这里我们说到孔隙和孔隙率，是因为二氧化锰是一种多孔物质。

我们一般把这些孔隙分为三类:孔径小于10.0nm的微孔，10.0～30.0nm的间隙孔以及大于30.0nm孔径的大间隙孔。

当孔径在5～30nm内对放电性能的提高是有益的，而在1～5nm内是有害的。

一个具有良好活性的二氧化锰，要具有适当的粒度分布与孔径分布，使它具有一定的活性表面积。

二氧化锰的含水量是评价它品级的重要指标。

二氧化锰的含水量是指一定的样品、在一定的温度下加热的失重分数。

二氧化锰中的水有三类: 1、吸附水，指在100℃可除去的水，这种水是表面的吸附水; 2、结合力强的微孔水，指在270℃以下可以除去的水; 3、指约在350℃以下可以除去的水。

第二类水——结合水，与放电性能密切相关。

结合水有助于电解锰内离子的迁徙;而失去结合水，就会使质子在固相中的迁移受阻，过电位增大。

电解二氧化锰的制备
当前，世界各国EMD生产主要工艺流程基本一致，主要采用MnSO4-H2SO4溶液高温电解法，也有专利指出可采用MnCl2-HCl 溶液电解法。

EMD基本工艺流程如下:
由于国内外所用锰矿的不同，硫酸锰溶液的制取国内一般采用低品位的碳酸锰酸溶浸和软锰矿用两矿一步法生产方式，而国外大多采用高品位MnO2矿焙烧还原后与硫酸反应制取。

以上就是二氧化锰的一些物理、化学性质及制备方法，现在大家对二氧化锰有所了解了吗？。