JP5593658B2 - 電解二酸化マンガン及びそれを用いたマンガン酸リチウムの製造方法 - Google Patents
電解二酸化マンガン及びそれを用いたマンガン酸リチウムの製造方法 Download PDFInfo
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Description
CH2SO4=C’H2SO4×98.02
Mn2+/H2SO4比=CMn/CH2SO4
ここで、
C’F−Mn :補給液中のMn濃度(mol/L)
CMn :電解液中のMn濃度(g/L)
C’Mn :電解液中のMn濃度(mol/L)
CH2SO4 :電解液中のH2SO4濃度(g/L)
C’H2SO4 :電解液中のH2SO4濃度(mol/L)
である。
電解二酸化マンガンおよびマンガン酸リチウム0.5gを純水50mL中に投入し、10秒間超音波照射を行い調製した分散スラリーを、マイクロトラックHRA(HONEWELL製)に所定量投入し、レーザー回折法で体積分布の測定を行ない、平均粒径を求めた。
電解二酸化マンガンおよびマンガン酸リチウムを、一般的なX線回折装置(マックサイエンス社製MXP−3)を使用して測定した。線源にはCuKα線(λ=1.5405Å)を用い、測定モードはステップスキャン、スキャン条件は毎秒0.04°、計測時間は3秒、および測定範囲は2θとして5°から80°の範囲で測定した。
電解二酸化マンガンおよびマンガン酸リチウムのBET比表面積は1点法の窒素吸着により測定した。なお、BET比表面積の測定に使用した試料は、BET比表面積の測定に先立ち、150℃で40分間加熱して脱気処理を行った。
電解二酸化マンガンおよびマンガン酸リチウムの化学組成はICP発光分析を用いて測定した。
マンガン酸リチウムの粉体密度を調べるために、100mlのメスシリンダーにマンガン酸リチウムを30g充填し、200回タッピングを行った。タッピング後の充填体積を読み取り、この体積と充填したマンガン酸リチウムの重量からタップ密度を算出した。
電池特性試験を以下に示した方法で行い、充放電サイクル特性として容量維持率を測定した。マンガン酸リチウムと導電剤のポリテトラフルオロエチレンとアセチレンブラックとの混合物(商品名:TAB−2)とを重量比で4:1の割合で混合し、1ton/cm2の圧力でメッシュ(SUS316製)上にペレット状に成型した後、200℃で減圧乾燥し電池用正極を作製した。
電流密度を0.50A/dm2、電解温度を96℃、電解補給液をマンガン濃度47g/lの硫酸マンガン液とし、電解液中の硫酸濃度が37g/lとなるように17日間電解した。電解液中のMn2+/H2SO4重量比は0.64であった。
電流密度を0.57A/dm2、電解温度を97℃、電解補給液をマンガン濃度47g/lの硫酸マンガン液とし、硫酸濃度を39g/lとなるように17日間電解した。電解液中のMn2+/H2SO4重量比は0.78であった。
水熱処理温度を100℃で3時間とした以外は実施例1と同様に処理して電解二酸化マンガンを製造した。
風力分級の際、電解二酸化マンガンの平均粒子径を30μmとした以外は実施例1と同様な方法で電解二酸化マンガンを製造した。
風力分級の際、電解二酸化マンガンの平均粒子径を2.2μmとした以外は実施例1と同様な方法で電解二酸化マンガンを製造した。
実施例1と同様な方法で得られた電解二酸化マンガンを空気中550℃で5時間熱処理した。
実施例1と同様な方法で得られた電解二酸化マンガンを空気中800℃で3時間熱処理した。
水熱処理温度する代わりに65℃で温水洗浄し、3時間攪拌処理した以外は実施例1と同様に電解二酸化マンガンを製造した。
電流密度を0.83A/dm2、電解温度を93℃、電解補給液をマンガン濃度47g/lの硫酸マンガン液とし、硫酸濃度を20g/lとなるように10日間電解した。電解液中のMn2+/H2SO4重量比は2.1であった。電解析出した電解二酸化マンガンの塊をジェットミル粉砕した後、10wt%アンモニア水で中和後、70℃の温水で1時間攪拌洗浄した。この際の電解二酸化マンガン/温水の重量比は1/10とした。80℃で十分に乾燥した後に、風力分級を行い、マイクロトラック法で平均粒子径3.5μmの電解二酸化マンガンを製造した。
Claims (2)
- 電流密度0.2A/dm2以上0.6A/dm2以下、電解液組成のMn2+/H2SO4重量比が0.5以上1.0以下で電解して得られた電解二酸化マンガンを、100℃以上200℃以下で水熱処理後、中和処理することを特徴とする、硫黄濃度が1500ppm以上3500ppm以下、ナトリウム濃度が100ppm以上500ppm以下、BET比表面積が10m2/g以上30m2/g未満、タップ密度が1.70g/ml以上の電解二酸化マンガンの製造方法。
- β型二酸化マンガンの結晶相を含んでなる請求項1に記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
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