WO2013125594A1 - 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途 - Google Patents

電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途 Download PDF

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manganese dioxide
electrolytic manganese
electrolysis
electrolytic
sulfuric acid
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和正 末次
和夫 関谷
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東ソー株式会社
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    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop

Definitions

  • the present invention relates to electrolytic manganese dioxide used as a positive electrode active material for primary batteries such as manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries, a method for producing the same, and uses thereof.
  • Electrolytic manganese dioxide is used as a positive electrode active material for primary batteries, particularly alkaline manganese dry batteries.
  • a dry battery suitable for an application requiring a high discharge current (high rate discharge) that is, a dry battery excellent in so-called high rate discharge characteristics has been demanded. Therefore, electrolytic manganese dioxide having excellent high-rate discharge characteristics has been studied as an electrolytic manganese dioxide used for the positive electrode active material of alkaline manganese dry batteries (for example, Patent Document 1).
  • a dry battery that requires a discharge current lower than a high rate discharge that is, a dry battery excellent in so-called middle rate discharge has been demanded.
  • electrolytic manganese dioxide that is excellent in middle rate discharge characteristics.
  • the present inventors have reported electrolytic manganese dioxide with controlled potential and crystallinity (for example, Patent Document 2).
  • the present inventors have reported electrolytic manganese dioxide having excellent middle rate discharge characteristics so far. However, as the functionality of electronic devices such as portable electronic devices increases, electrolytic manganese dioxide having a longer middle rate discharge is required.
  • An object of the present invention is to provide electrolytic manganese dioxide that is excellent in middle rate discharge characteristics as compared with conventional electrolytic manganese dioxide, a method for producing the same, and use thereof.
  • the inventors of the present invention have made extensive studies on manganese dioxide used as a positive electrode active material for alkaline manganese dry batteries. As a result, even if the electrolytic manganese dioxide has the same potential, the middle rate discharge characteristics are different if the pores are different, and further, the electrolytic manganese dioxide in which the pores of a specific size are controlled is a conventional electrolytic manganese dioxide. As a result, the present invention was completed.
  • the gist of the present invention is as follows. (1) The volume of a pore having a potential of more than 250 mV and less than 310 mV when measured with a mercury / mercury oxide reference electrode in a 40 wt% KOH aqueous solution as a standard and having a pore diameter of 2 nm to 50 nm is 0 Electrolytic manganese dioxide characterized by being not more than .0055 cm 3 / g. (2) The electrolytic manganese dioxide as described in (1) above, wherein the volume of the pores having a pore diameter of 2 nm or more and 200 nm or less is 0.0555 cm 3 / g or less.
  • the electrolytic manganese dioxide according to any one of (1) to (5) above, (7) In a method for producing electrolytic manganese dioxide in which manganese oxide is suspended in a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution, manganese oxide particles are continuously mixed in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution, and the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is obtained.
  • the concentration of manganese oxide particles in the mixture is 2.5 mg / L or more and 50 mg / L or less
  • the sulfuric acid concentration in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is 25 g / L or more and 55 g / L or less
  • the electrolytic current density The method for producing electrolytic manganese dioxide as described in any one of (1) to (6) above, wherein electrolysis is performed at 0.5 A / dm 2 or more and 1.0 A / dm 2 or less.
  • the electrolytic manganese dioxide of the present invention can provide a positive electrode active material for a primary battery having excellent middle rate discharge characteristics.
  • the electrolytic manganese dioxide of the present invention is used as a positive electrode active material of an alkaline manganese battery, the electrolytic manganese dioxide is excellent in filling properties and can perform middle rate discharge for a longer time.
  • the volume of pores (hereinafter referred to as “mesopore”) having a pore diameter of 2 nm to 50 nm of the electrolytic manganese dioxide of the present invention is 0.0055 cm 3 / g or less.
  • the electrolytic manganese dioxide of the present invention is an electrolytic manganese dioxide having excellent middle rate discharge characteristics.
  • the middle rate discharge characteristics of electrolytic manganese dioxide tend to increase as the mesopore volume decreases.
  • the volume of the mesopores of the electrolytic manganese dioxide of the present invention is preferably less than 0.004 cm 3 / g, more preferably 0.0035cm 3 / g or less, or less 0.0028cm 3 / g more preferably, it is preferred even more it is 0.0025 cm 3 / g or less, and particularly preferably not more than 0.002 cm 3 / g.
  • the electrolytic manganese dioxide of the present invention does not substantially contain mesopores. However, it is difficult to eliminate mesopores completely. Therefore, in consideration of measurement errors and the like, the substantial mesopore volume may be 0.00 cm 3 / g or more, 0.0001 cm 3 / g or more, and further 0.0003 cm 3 / g or more.
  • the alkaline potential of the electrolytic manganese dioxide of the present invention exceeds 250 mV.
  • electrolytic manganese dioxide having an alkaline potential of 250 mV or less is used as the positive electrode active material of an alkaline manganese battery, the open circuit voltage of the battery is lowered, and the discharge time during which middle rate discharge is possible is shortened. The discharge time tends to be longer as the alkaline potential is higher. Therefore, the alkaline potential is preferably 255 mV or more, more preferably 265 mV or more, and further preferably 270 mV or more. In order to obtain electrolytic manganese dioxide having high middle rate discharge characteristics, it is necessary that the alkaline potential is high to some extent.
  • the alkali potential is less than 310 mV, preferably 300 mV or less, more preferably 290 mV or less, and still more preferably 285 mV or less.
  • the volume of Sabumeso pore 0.005 cm 3 / g or more, preferably 0.01 cm 3 / g or more, more preferably 0.015 cm 3 / g or more, more preferably 0.02 cm 3 / g or more, even more
  • the discharge reaction tends to proceed by being 0.03 cm 3 / g or more.
  • the volume of the sub mesopores may be 0.05 cm 3 / g or less, and further 0.04 cm 3 / g or less.
  • the volume of the secondary pores of the electrolytic manganese dioxide of the present invention is preferably 0.0555cm 3 / g or less, more preferably 0.045 cm 3 / g or less, 0.025 cm 3 / g or less still more preferably, even more preferably at 0.02 cm 3 / g or less, and still more preferably at 0.016 cm 3 / g or less.
  • the volume of pores exceeding 200 nm of the electrolytic manganese dioxide of the present invention is preferably 0.35 cm 3 / g or less.
  • the bulk density of the electrolytic manganese dioxide of the present invention is preferably 1.5 g / cm 3 or more, more preferably 1.7 g / cm 3 or more, and 1.8 g / cm 3 or more. More preferably, it is more preferably 2.0 g / cm 3 or more. If the bulk density is 1.5 g / cm 3 or more, when it is mixed with a conductive material or the like to form a positive electrode mixture, the filling property tends to be high. On the other hand, the bulk density need not be extremely high. Therefore, even if the bulk density is at most 3.0 g / cm 3 or less, further 2.5 g / cm 3 or less can be exemplified.
  • the apparent particle density of the electrolytic manganese dioxide of the present invention is preferably 3.4 g / cm 3 or more, more preferably 3.5 g / cm 3 or more, and 3.7 g / cm 3. further preferably 3 or more, still more preferably at 3.8 g / cm 3 or more, and particularly preferably 3.9 g / cm 3 or more. If the apparent particle density of electrolytic manganese dioxide is 3.4 g / cm 3 or more, the amount of electrolytic manganese dioxide that can be filled in a dry battery having a predetermined internal volume such as an alkaline manganese battery tends to increase.
  • the electrolytic manganese dioxide of the present invention has a full width at half maximum of a diffraction line of (110) plane in which 2 ⁇ is around 22 ⁇ 1 ° in a powder X-ray diffraction (hereinafter referred to as “XRD”) pattern using CuK ⁇ rays as a light source.
  • XRD powder X-ray diffraction
  • FWHM powder X-ray diffraction
  • FWHM powder X-ray diffraction
  • the XRD measurement in the present invention may be a normal powder X-ray diffraction measurement using CuK ⁇ rays as a light source.
  • Examples of normal powder X-ray diffraction measurement include, for example, a method in which CuK ⁇ rays are used as a light source, a step scan is 0.05 ° or less and a measurement time is 3 seconds or more, and the method used in the examples is given. Can do.
  • Electrolytic manganese dioxide of the present invention preferably has a BET specific surface area of 12m 2 / g or more, more preferably 14m 2 / g or more, further preferably 16m 2 / g or more, 22m 2 / More preferably, it is more than g.
  • the BET specific surface area is 12 m 2 / g or more, the contact area between the electrolytic manganese dioxide and the electrolytic solution increases. Thereby, the discharge capacity in the middle rate discharge of the dry battery using the electrolytic manganese dioxide of the present invention as the positive electrode active material is increased.
  • the BET specific surface area is less than 36 m 2 / g, further 32 m 2 / g or less, and further 30 m 2 / g or less, the middle rate discharge characteristics are not lowered, and the electrolytic manganese dioxide filling property is improved. It tends to be expensive.
  • the intensity ratio between the (110) plane peak and the (021) plane peak in the XRD pattern (hereinafter referred to as “(110) / (021) peak intensity ratio”) is 0.6. Preferably, it is 0.7 or more, more preferably 0.7 or more, and even more preferably 0.8.
  • the (110) / (021) peak intensity ratio may be 1.1 or less, further 1.05 or less, and further 1.0 or less.
  • the peak on the (110) plane appears at 2 ⁇ around 22 ⁇ 1 °
  • the peak on the (021) plane appears around 2 ⁇ 1 ° at 2 ⁇ .
  • These peaks are all major XRD peaks of manganese dioxide crystals.
  • the ratio of these peak intensities can be used as an index of crystallinity of electrolytic manganese dioxide.
  • the electrolytic manganese dioxide of the present invention is obtained by continuously mixing manganese oxide particles in a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution in a method for producing electrolytic manganese dioxide in which manganese oxide is suspended in a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution.
  • concentration of manganese oxide particles in the manganese sulfate mixed solution is 2.5 mg / L to 50 mg / L
  • the sulfuric acid concentration in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is 25 g / L to 55 g / L. It can manufacture by electrolyzing a current density as 0.5 A / dm ⁇ 2 > or more and 1.0 A / dm ⁇ 2 > or less.
  • the production method of the present invention is a method for producing electrolytic manganese dioxide in which manganese oxide is suspended in an electrolytic solution, that is, a method for producing electrolytic manganese dioxide in which an electrolytic solution containing manganese oxide is electrolyzed.
  • Electrolytic method Therefore, like the method of electrolyzing a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution without using manganese oxide, an electrolytic manganese dioxide production method for electrolyzing an electrolytic solution substantially free of manganese oxide, so-called clarification electrolytic method and Is different.
  • the suspension electrolysis method the electrolytic manganese dioxide of the present invention in which the pore structure, crystal structure, and BET specific surface area are controlled can be produced. In addition to this, the electrolysis current efficiency is improved in the suspension electrolysis method compared to the clarification electrolysis method not using manganese oxide.
  • a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is used as the electrolytic solution.
  • an electrolytic method using a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution as an electrolytic solution makes it possible to control the sulfuric acid concentration during the electrolysis period.
  • the sulfuric acid concentration can be arbitrarily set even when electrolysis is performed for a long period of time, so that not only can electrolytic manganese dioxide be stably produced, but the state of the pores of the obtained electrolytic manganese dioxide tends to be uniform.
  • the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is more preferably a sulfuric acid-manganese sulfate mixed aqueous solution.
  • manganese oxide particles are continuously mixed in a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution.
  • concentration of manganese oxide particles in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution during the electrolysis period can be stabilized, and electrolytic manganese dioxide that electrolyzes an electrolytic solution containing a certain concentration of manganese oxide throughout the electrolysis period
  • the manufacturing method becomes.
  • the physical properties of electrolytic manganese dioxide obtained throughout the entire electrolysis, particularly the state of the pores become uniform.
  • a method for continuously mixing manganese oxide particles in a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution a method in which manganese oxide particles are mixed in a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution, or an electrolyte is mixed with an oxidizing agent to produce sulfuric acid-sulfuric acid.
  • a method of generating manganese oxide particles in a manganese mixed solution, or both can be used.
  • the continuous mixing in the production method of the present invention is not limited to mixing manganese oxide particles into the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution at a constant ratio throughout the entire electrolysis period, but also during the electrolysis period.
  • the manganese oxide particles in the mixed solution are constant (for example, the concentration of the manganese oxide particles in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is the target value ⁇ 20%) It also includes mixing manganese oxide particles.
  • manganese dioxide MnO 2
  • manganese trioxide Mn 2 O 3
  • manganese trioxide Mn 3 O 4
  • MnO 2 manganese dioxide
  • Mn 2 O 3 manganese trioxide
  • Mn 3 O 4 manganese trioxide
  • These manganese oxide particles may be mixed in a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution in advance as a slurry, or the manganese oxide particles may be directly mixed in a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution.
  • manganese oxide particles are produced by mixing an oxidizing agent with a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution, if manganese ions in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution are precipitated as manganese oxide particles, the type of oxidizing agent is particularly There is no limitation.
  • An example of the oxidizing agent is persulfate, preferably sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ).
  • divalent manganese (Mn 2+ ) in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is oxidized, and this precipitates as manganese oxide particles.
  • the manganese oxide particles preferably have an average particle size of 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less, still more preferably 1 ⁇ m or less, and even more preferably 0.9 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter is 5 ⁇ m or less, the manganese oxide particles are less likely to settle and are easily dispersed uniformly in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution.
  • the manganese oxide particles have an average particle size such that the dispersibility does not decrease, but a practical value thereof may be 0.5 ⁇ m or more.
  • the concentration of manganese oxide particles in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is 2.5 mg / L or more and 50 mg / L or less.
  • concentration of manganese oxide particles exceeds 50 mg / L within the range of the electrolytic current density of the production method of the present invention, the resulting electrolytic manganese dioxide has too small a volume of sub-mesopores effective for the discharge reaction, or , The alkaline potential tends to decrease. Such electrolytic manganese dioxide tends to shorten the time during which middle rate discharge is possible.
  • the concentration of manganese oxide particles is preferably 30 mg / L or less, more preferably 25 mg / L or less, and 20 mg / L or less. More preferably, it is still more preferably 15 mg / L or less, and particularly preferably 10 mg / L or less.
  • the concentration of the manganese oxide particles is less than 2.5 mg / L, the effect of mixing the manganese oxide particles into the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution cannot be obtained.
  • the concentration of the manganese oxide particles is preferably more than 3 mg / L, more preferably 5 mg / L or more, and further preferably 6 mg / L or more. preferable.
  • the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution used in the production method of the present invention has a sulfuric acid concentration of 25 g / L or more, preferably more than 30 g / L, and more preferably 32 g / L or more.
  • the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution falls within this range, the alkaline potential of the obtained electrolytic manganese dioxide falls within the alkaline potential range of the electrolytic manganese dioxide of the present invention.
  • the sulfuric acid concentration becomes too high, the corrosion of the electrode base material in the electrolytic cell proceeds and it becomes difficult to obtain electrolytic manganese dioxide.
  • the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is 55 g / L or less, preferably 50 g / L or less, and more preferably 45 g / L or less.
  • the sulfuric acid concentration herein is a value as sulfuric acid (H 2 SO 4 ) excluding divalent anions (SO 4 2 ⁇ ) contained in manganese sulfate in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution. .
  • the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is within the above range, it is not necessary to make the sulfuric acid concentration constant during the electrolysis period.
  • the sulfuric acid concentration may be arbitrarily changed during the electrolysis period, and it is preferable to make the sulfuric acid concentration at the end of electrolysis higher than the sulfuric acid concentration at the start of electrolysis.
  • the sulfuric acid concentration during electrolysis is not continuously changed from the start of electrolysis to the end of electrolysis, but at a constant sulfuric acid concentration during a certain period from the start of electrolysis (hereinafter referred to as “the first electrolysis period”).
  • the sulfuric acid concentration is changed, and the period from the time when the sulfuric acid concentration is changed to the end of electrolysis (hereinafter referred to as “the late electrolysis period”) is higher than that in the previous electrolysis period, and at a constant sulfuric acid concentration. It is preferable to carry out.
  • the sulfuric acid concentration at the start of electrolysis is preferably 25 g / L or more and 40 g / L or less, exceeding 30 g / L, More preferably, it is 35 g / L or less.
  • the sulfuric acid concentration at the end of electrolysis is preferably 32 g / L or more and 55 g / L or less, more preferably 34 g / L or more and 50 g / L or less, more than 40 g / L, more than 45 g / L. More preferably, it is L or less.
  • concentration of electrolysis early stage and electrolysis last stage it is preferable to set it as the sulfuric acid density
  • the ratio of the electrolysis period performed with the sulfuric acid concentration in the first electrolysis period and the electrolysis period performed with the sulfuric acid concentration in the second electrolysis period can be arbitrarily determined. Examples of the ratio of the electrolysis period between the first electrolysis period and the latter electrolysis period include 1: 9 to 9: 1, and 3: 7 to 7: 3. It is preferable that the period during which the sulfuric acid concentration is changed between the first and second electrolysis periods is sufficiently shorter than the first and second electrolysis periods.
  • the electrolytic current density is 0.5 A / dm 2 or more, and preferably 0.55 A / dm 2 or more.
  • concentration of manganese oxide particles in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution of the present invention when the electrolysis current density is less than 0.5 A / dm 2 , the volume of the sub mesopores effective for the discharge reaction of electrolytic manganese dioxide is small. Or the alkaline potential of electrolytic manganese dioxide tends to be low.
  • the electrolytic current density in the production method of the present invention is 1.0 A / dm 2 or less.
  • the electrolytic current density is preferably 0.88 A / dm 2 or less, more preferably less than 0.8 A / dm 2 , and 0.75 A / More preferably, it is dm 2 or less.
  • the electrolytic current density means the electrolytic current density at the anode.
  • examples include 40 g / L or more and 60 g / L or less.
  • the electrolysis temperature is higher, the production efficiency of electrolytic manganese dioxide tends to increase.
  • As preferable electrolysis temperature 90 degreeC or more and 98 degrees C or less can be illustrated.
  • electrolytic manganese dioxide with less mesopores can be easily obtained.
  • the manufacturing method of this invention makes this an electrolysis process, and may include any one or more of a grinding
  • electrolytic manganese dioxide has an arbitrary particle size.
  • any method such as wet pulverization or dry pulverization can be used.
  • the washing step the electrolytic manganese dioxide obtained by electrolysis is washed, and the attached electrolytic solution and the like are removed.
  • the washing method includes immersing electrolytic manganese dioxide in a water bath or a warm water bath.
  • the pH of the electrolytic manganese dioxide can be adjusted by immersing the electrolytic manganese dioxide in an aqueous alkali metal solution such as an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous ammonia solution.
  • an aqueous alkali metal solution such as an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous ammonia solution.
  • the electrolytic manganese dioxide of the present invention can be used as a positive electrode active material for primary batteries such as manganese batteries and alkaline manganese batteries.
  • primary batteries such as manganese batteries and alkaline manganese batteries.
  • the usage method is not particularly limited.
  • electrolytic manganese dioxide and a conductive material such as graphite are mixed to form a mixed powder, which is molded at an arbitrary shape and an arbitrary pressure to obtain a molded body.
  • a dry battery can be constructed.
  • a pore distribution (volume distribution) is obtained by this measurement, and pores having a pore diameter of 2 nm or more and 50 nm or less are referred to as “mesopores”, and pores having a pore diameter of more than 50 nm and 200 nm or less are referred to as “submesopores”
  • a pore having a pore diameter of 2 nm or more and 200 nm or less was defined as a “secondary pore”. In this measurement, even if the pressure of mercury is increased, the pores having a pore diameter of less than 2 nm are not filled with mercury. Therefore, the pore distribution in the range where the pore diameter is less than 2 nm cannot be measured.
  • FIG. 1 is a diagram showing the concept of bulk density and apparent particle density of particulate electrolytic manganese dioxide. As shown in FIG. 1, when measuring the bulk density, mercury is introduced at atmospheric pressure. Therefore, mercury is not introduced into the pores (pore diameter is 200 nm or more) 2 and the pores (pore diameter is less than 200 nm) 3 in the electrolytic manganese dioxide 1.
  • mercury 4 is introduced into the pores (pore diameter is 200 nm or more) 2 and the pores (pore diameter is less than 200 nm) 3 due to high pressure.
  • mercury 4 is used for extremely fine pores (less than 2 nm) among the pores (pore diameter less than 200 nm) 3 in electrolytic manganese dioxide 1. Is not introduced.
  • FWHM full width at half maximum
  • the BET specific surface area of electrolytic manganese dioxide was measured by nitrogen adsorption using the BET one-point method.
  • a gas adsorption specific surface area measuring device (Flowsorb III, manufactured by Shimadzu Corporation) was used as the measuring device. Prior to the measurement, the measurement sample was deaerated by heating at 150 ° C. for 40 minutes.
  • Example 1 Commercially available electrolytic manganese dioxide (trade name: HH-S, manufactured by Tosoh Corporation) was pulverized with a jet mill to produce electrolytic manganese dioxide particles having an average particle size (volume average particle size) of 0.63 ⁇ m. The obtained electrolytic manganese dioxide particles were used as manganese oxide particles. The particle size distribution of the manganese oxide particles is shown in FIG. The manganese oxide particles were dispersed in water to a concentration of 30 g / L to obtain a slurry liquid.
  • HH-S volume average particle size
  • a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution was used as the electrolytic solution.
  • the sulfuric acid concentration in the electrolyte is 34 g / L.
  • electrolysis was performed while adding a supplemental manganese sulfate solution having a manganese ion concentration of 40 g / L to the electrolyte solution.
  • the electrolytic manganese dioxide lump electrodeposited on the anode was peeled off, washed, ground and neutralized to obtain powdered electrolytic manganese dioxide, which was used as the electrolytic manganese dioxide of this example.
  • the electrolysis conditions were an electrolysis current density of 0.6 A / dm 2 , an electrolysis temperature of 96 ° C., and an electrolysis period of 14 days.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.65V.
  • the production conditions of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 2 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 5 mg / L, and the replenished sulfuric acid so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 33.2 g / L.
  • Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the manganese solution was added to the electrolyte, the electrolytic current density was 0.59 A / dm 2 , and the electrolysis period was 15 days. did.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.58V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 3 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the manganese oxide particle concentration in the electrolyte solution was 7.7 mg / L, and the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 34.3 g / L.
  • electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte solution.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.66V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 4 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 6.9 mg / L, and the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 32.8 g / L.
  • Electrolytic manganese dioxide was prepared in the same manner as in Example 1 except that the supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolytic solution, the electrolytic current density was 0.62 A / dm 2 , and the electrolysis period was 15 days. Manufactured. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.7V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 5 The slurry solution was continuously added to the electrolyte so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte was 6.9 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte before the electrolysis was 32 g / L, and the late electrolysis The replenishment manganese sulfate solution was added to the electrolyte solution so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 35 g / L, the electrolysis current density was 0.62 A / dm 2 , and the electrolysis period was the previous electrolysis period Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that 10 days was used as the last stage of electrolysis for 5 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.7V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • the volume of the pore in which the pore diameter of the electrolytic manganese dioxide of this example exceeds 200 nm was 0.17 cm 3 / g.
  • the pore volume of the electrolytic manganese dioxide of Example 5 having a pore diameter exceeding 200 nm was as low as 0.2 cm 3 / g or less.
  • Example 6 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 6.6 mg / L, the electrolytic current density was 0.62 A / dm 2 , and Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolysis period was 12 days.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.6V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 7 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 6.6 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution in the previous electrolysis was 33 g / L, The replenishment manganese sulfate solution was added to the electrolyte solution so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 35 g / L, the electrolysis current density was 0.62 A / dm 2 , and the electrolysis period was the previous electrolysis period Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1, except that 7 days and the last period of electrolysis were 5 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.6V. The production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 8 The slurry was continuously added to the electrolyte so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte was 24 mg / L, and the manganese ion concentration was 43 g so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte was 35 g / L.
  • Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that / L of supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolytic solution, and the electrolytic current density was 0.75 A / dm 2 .
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.2V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 9 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 18 mg / L, and the manganese ion concentration was 43 g so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 35 g / L.
  • Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that / L of replenished manganese sulfate solution was added to the electrolytic solution, and the electrolytic current density was 0.86 A / dm 2 .
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.31V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 10 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 6.4 mg / L, the electrolytic current density was 0.61 A / dm 2 , and Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the electrolysis period was 15 days.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 2.67V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 1, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 2.
  • Example 11 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 20 mg / L, and the replenished manganese sulfate solution so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 42 g / L.
  • the electrolytic current density was 0.88 A / dm 2
  • the electrolytic period was 1 day
  • electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 1.98V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 3, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 4.
  • Example 12 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 20 mg / L, and the replenished manganese sulfate solution so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 28 g / L.
  • the electrolytic current density was 0.88 A / dm 2
  • the electrolytic period was 1 day
  • electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 1.95V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 3, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 4.
  • Example 13 The slurry solution was continuously added to the electrolyte so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte was 20 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte before the electrolysis was 25 g / L, The supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte so that the sulfuric acid concentration in the solution was 40 g / L, the electrolysis current density was 0.88 A / dm 2 , and the electrolysis period was 1 day from the previous electrolysis period. Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the last period of electrolysis was 2 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 1.90V. The production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 3, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 4.
  • Example 14 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 20 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution in the previous electrolysis was 30 g / L, The supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte so that the sulfuric acid concentration in the solution was 45 g / L, the electrolysis current density was 0.5 A / dm 2 , and the electrolysis period was 1 day from the previous electrolysis period. Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the last period of electrolysis was 2 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 1.71V. The production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 3, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 4.
  • Example 15 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 20 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution in the previous electrolysis was 30 g / L, The supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte so that the sulfuric acid concentration in the solution was 45 g / L, the electrolysis current density was 1.0 A / dm 2 , and the electrolysis period was 1 day from the previous electrolysis period. Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the last period of electrolysis was 2 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 1.98V. The production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 3, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 4.
  • Example 16 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 50 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution in the previous electrolysis was 30 g / L, The supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte so that the sulfuric acid concentration in the solution was 45 g / L, the electrolysis current density was 0.88 A / dm 2 , and the electrolysis period was 1 day from the previous electrolysis period. Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the last period of electrolysis was 2 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this example was 1.91V. The production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this example are shown in Table 3, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 4.
  • Comparative Example 1 Electrolysis was performed using a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution as an electrolytic solution and adding a supplemental manganese sulfate solution having a manganese ion concentration of 40 g / L to the electrolytic solution so that the sulfuric acid concentration in the electrolytic solution was 34 g / L. It was.
  • the concentration of manganese oxide particles in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution during electrolysis was 2.1 mg / L.
  • the electrolytic manganese dioxide lump electrodeposited on the anode was peeled off, washed, ground and neutralized to obtain powdered electrolytic manganese dioxide, which was used as the electrolytic manganese dioxide of this comparative example.
  • the electrolysis conditions were an electrolysis current density of 0.6 A / dm 2 , an electrolysis temperature of 96 ° C., and an electrolysis period of 15 days.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this comparative example was 3.2V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this comparative example are shown in Table 5, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 6.
  • the electrolytic manganese dioxide of this comparative example had a larger mesopore volume than the electrolytic manganese dioxide of the present invention. Further, the FWHM of the electrolytic manganese dioxide of this comparative example was as large as 2.95 °. Thereby, it turned out that the electrolytic manganese dioxide obtained by the electrolysis method with the low density
  • Comparative Example 2 The supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte was 25 g / L, the electrolysis current density was 0.2 A / dm 2 , and the electrolysis period was 30 days. Except for this, electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Comparative Example 1. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this comparative example was 2.3V. The production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this comparative example are shown in Table 5, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 6.
  • the electrolytic manganese dioxide of this comparative example had a mesopore volume larger than that of the electrolytic manganese dioxide of the present invention and an alkaline potential lower than that of the electrolytic manganese dioxide of the present invention. Furthermore, the (110) / (021) peak intensity ratio of this comparative example is 1.75, and the electrolytic manganese dioxide obtained under the condition of low electrolysis current density is not only the volume of mesopore and the alkali potential, but also of the examples. It was confirmed that the crystallinity was different from that of electrolytic manganese dioxide.
  • Comparative Example 3 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 30 mg / L, and the replenished manganese sulfate solution so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 25 g / L.
  • the electrolytic current density was 1.5 A / dm 2
  • the electrolytic period was 4 days
  • electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this comparative example was 3.48V.
  • the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this comparative example are shown in Table 5, and the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide are shown in Table 6.
  • the electrolytic manganese dioxide of this comparative example had a larger mesopore volume than the electrolytic manganese dioxide of the present invention and a low alkali potential. Thereby, it turned out that the electrolytic manganese dioxide obtained on the electrolysis conditions with a high electrolysis current density does not have both the volume of mesopores of the electrolytic manganese dioxide of this invention, and an alkaline potential.
  • the electrolytic manganese dioxide of the example had a higher molding density than the electrolytic manganese dioxide of the comparative example.
  • the electrolytic manganese dioxide of Example 2 has a lower bulk density than the electrolytic manganese dioxide of Comparative Example 1, the molding density and middle rate discharge characteristics of the positive electrode mixture using the electrolytic manganese dioxide of Comparative Example 1 are high. It became higher than manganese dioxide. From these results, it has been clarified that the electrolytic manganese dioxide of the present invention has excellent middle rate discharge characteristics by combining the volume of the mesopore and the alkaline potential.
  • Comparative Example 4 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 20 mg / L, and the replenished manganese sulfate solution so that the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution was 56 g / L.
  • the electrolytic current density was 0.88 A / dm 2
  • the electrolytic period was 1 day
  • electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1.
  • the electrolysis voltage at the end of electrolysis in this comparative example was 2.06V.
  • Table 7 shows the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this comparative example, and Table 8 shows the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide.
  • Comparative Example 5 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 20 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution in the previous electrolysis was 30 g / L, The supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte so that the sulfuric acid concentration in the solution was 45 g / L, the electrolysis current density was 1.1 A / dm 2 , and the electrolysis period was 1 day from the previous electrolysis period. Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the last period of electrolysis was 2 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this comparative example was 3.14V.
  • Table 7 shows the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this comparative example
  • Table 8 shows the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide.
  • the obtained electrolytic manganese dioxide had a slightly increased mesopore and a low alkali potential.
  • Comparative Example 6 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 20 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution in the previous electrolysis was 30 g / L, The supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte so that the sulfuric acid concentration in the solution was 45 g / L, the electrolysis current density was 0.4 A / dm 2 , and the electrolysis period was 1 day from the previous electrolysis Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the last period of electrolysis was 2 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this comparative example was 1.68V. Table 7 shows the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this comparative example, and Table 8 shows the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide.
  • the electrolytic manganese dioxide of this comparative example had low mesopores but low alkali potential.
  • Comparative Example 7 The slurry solution was continuously added to the electrolyte solution so that the concentration of manganese oxide particles in the electrolyte solution was 60 mg / L, the sulfuric acid concentration in the electrolyte solution in the previous electrolysis was 30 g / L, The supplemental manganese sulfate solution was added to the electrolyte so that the sulfuric acid concentration in the solution was 45 g / L, the electrolysis current density was 0.88 A / dm 2 , and the electrolysis period was 1 day from the previous electrolysis period. Electrolytic manganese dioxide was produced in the same manner as in Example 1 except that the last period of electrolysis was 2 days. The electrolysis voltage at the end of electrolysis in this comparative example was 1.86V. Table 7 shows the production conditions of the electrolytic manganese dioxide of this comparative example, and Table 8 shows the evaluation results of the obtained electrolytic manganese dioxide. The electrolytic manganese dioxide of this comparative example had low mesopores but low alkali potential.
  • the electrolytic manganese dioxide of the present invention is suitably used as a positive electrode active material for primary batteries such as manganese dry batteries and alkaline manganese dry batteries.
  • Electrolytic manganese dioxide 2 Pore (pore diameter exceeds 200 nm) 3: Pore (pore diameter is 200 nm or less) 4: Mercury (Hg)

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Abstract

　本発明は、従来の電解二酸化マンガンと比べ、ミドルレート放電特性に優れる電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途を提供することを目的とする。　４０重量％ＫＯＨ水溶液中で水銀／酸化水銀参照電極を基準として測定したときの電位が２５０ｍＶを超え、３１０ｍＶ未満、細孔直径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の細孔の容積が０．００５５ｃｍ３／ｇ以下であることを特徴とする電解二酸化マンガン。このような電解二酸化マンガンは、細孔直径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下の細孔の容積が０．０５５５ｃｍ３／ｇ以下であることが好ましい。

Description

電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途
　本発明は、例えば、マンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池などの一次電池の正極活物質として使用される電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途に関する。
　電解二酸化マンガンは、一次電池、特にアルカリマンガン乾電池の正極活物質として使用されている。従来、高い放電電流（ハイレート放電）を必要とする用途に適した乾電池、いわゆるハイレート放電特性に優れる乾電池が求められていた。そのため、アルカリマンガン乾電池の正極活物質に使用される電解二酸化マンガンとしても、ハイレート放電特性に優れる電解二酸化マンガンが検討されていた（例えば、特許文献１）。
　しかしながら、近年の携帯電子機器の省電力化により、ハイレート放電より低い放電電流を必要とする乾電池、いわゆるミドルレート放電に優れる乾電池が求められてきている。これに伴い、ミドルレート放電特性に優れる電解二酸化マンガンが求められている。
　ミドルレート放電特性に優れる電解二酸化マンガンとして、本発明者等は、電位及び結晶性が制御された電解二酸化マンガンを報告している（例えば、特許文献２）。
日本特開２００７－１４１６４３号公報 日本特開２０１１－６８５５２号公報
　本発明者は、これまでミドルレート放電特性に優れた電解二酸化マンガンを報告している。しかしながら、携帯電子機器等の電子機器の高機能化により、より長時間のミドルレート放電を有する電解二酸化マンガンが求められている。
　本発明は、従来の電解二酸化マンガンと比べ、ミドルレート放電特性に優れる電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途を提供することを目的とする。
　本発明者らは、特にアルカリマンガン乾電池の正極活物質として使用される二酸化マンガンについて鋭意検討を重ねた。その結果、電位が同じ電解二酸化マンガンであっても、その細孔が異なればミドルレート放電特性が異なること、さらには、特定大きさの細孔が制御された電解二酸化マンガンが従来の電解二酸化マンガンよりもミドルレート放電特性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）４０重量％ＫＯＨ水溶液中で水銀／酸化水銀参照電極を基準として測定したときの電位が２５０ｍＶを超え、３１０ｍＶ未満であり、かつ細孔直径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の細孔の容積が０．００５５ｃｍ３／ｇ以下であることを特徴とする電解二酸化マンガン。
（２）細孔直径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下を有する細孔の容積が０．０５５５ｃｍ３／ｇ以下であることを特徴とする上記（１）に記載の電解二酸化マンガン。
（３）ＢＥＴ比表面積が１２ｍ２／ｇ以上、３６ｍ２／ｇ未満であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の電解二酸化マンガン。
（４）嵩密度が少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の電解二酸化マンガン。
（５）見掛粒子密度が少なくとも３．４ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の電解二酸化マンガン。
（６）ＣｕＫα線を光源とするＸＲＤ測定パターンにおいて、２θが２２±１°付近である（１１０）面の回折線の半価全幅が１．６°以上、２．６°以下であることを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の電解二酸化マンガン。
（７）硫酸－硫酸マンガン混合溶液中にマンガン酸化物を懸濁させる電解二酸化マンガンの製造方法において、マンガン酸化物粒子を連続的に硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合し、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２．５ｍｇ／Ｌ以上、５０ｍｇ／Ｌ以下とし、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中の硫酸濃度が２５ｇ／Ｌ以上であり、５５ｇ／Ｌ以下とし、かつ電解電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２以上、１．０Ａ／ｄｍ２以下として電解することを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
（８）電解電流密度が０．５５Ａ／ｄｍ２以上、０．８８Ａ／ｄｍ２以下であることを特徴とする上記（７）に記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
（９）マンガン酸化物粒子の濃度が３ｍｇ／Ｌを超え、３０ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする上記（７）又は（８）に記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
（１０）電解開始時の硫酸濃度よりも、電解終了時の硫酸濃度を高くすることを特徴とする上記（７）乃至（９）のいずれかに記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
（１１）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の電解二酸化マンガンを含むことを特徴とする正極活物質。
　本発明の電解二酸化マンガンにより、ミドルレート放電特性に優れた一次電池の正極活物質を提供する事ができる。特に、本発明の電解二酸化マンガンは、アルカリマンガン電池の正極活物質として用いた場合、充填性に優れ、ミドルレート放電をより長時間を行うことができる。
水銀圧入法における、嵩密度と見掛粒子密度の概念を示す模式図（（ａ）嵩密度、（ｂ）見掛粒子密度） 実施例１で使用したマンガン酸化物粒子の粒子径分布
　以下、本発明の電解二酸化マンガンについて説明する。
　本発明の電解二酸化マンガンの細孔直径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の細孔（以下、「メソポア」という。）の容積は、０．００５５ｃｍ３／ｇ以下である。メソポアの容積が上記の範囲であることで、本発明の電解二酸化マンガンはミドルレート放電特性に優れた電解二酸化マンガンとなる。また、メソポアの容積が少ないほど電解二酸化マンガンのミドルレート放電特性は高くなる傾向にある。そのため、本発明の電解二酸化マンガンのメソポアの容積は、０．００４ｃｍ３／ｇ未満であることが好ましく、０．００３５ｃｍ３／ｇ以下であることがより好ましく、０．００２８ｃｍ３／ｇ以下であることが更に好ましく、０．００２５ｃｍ３／ｇ以下であることが更により好ましく、０．００２ｃｍ３／ｇ以下であることが特に好ましい。
　この理由のひとつとして、以下のことが考えられる。すなわち、アルカリマンガン乾電池では、電解二酸化マンガンと電解液との界面で放電反応が生じる。しかしながら、メソポアは細孔径が小さいため、その内部には電解液が侵入しにくい。そのため、メソポアの内部には電解二酸化マンガンと電解液との界面が形成されにくく、メソポアの内部では放電反応がほとんど生じない。メソポアを減らすことで放電反応に関与する電解二酸化マンガンが増加する。これにより、本発明の電解二酸化マンガンは、より長時間のミドルレート放電をすることができると考えられる。
　メソポアの容積が少ないほど、ミドルレート放電特性が高い電解二酸化マンガンとなる。そのため、本発明の電解二酸化マンガンは、実質的にメソポアを含まないことが好ましい。しかしながら、メソポアを完全になくすことは困難である。そのため、測定誤差等を考慮すると、実質的なメソポアの容積は０．００ｃｍ３／ｇ以上、０．０００１ｃｍ３／ｇ以上、更には０．０００３ｃｍ３／ｇ以上であってもよい。
　本発明の電解二酸化マンガンのアルカリ電位は、２５０ｍＶを超える。アルカリ電位が２５０ｍＶ以下の電解二酸化マンガンをアルカリマンガン乾電池の正極活物質に用いた場合、電池の開回路電圧が低くなり、ミドルレート放電ができる放電時間が短くなる。
　アルカリ電位が高いほど放電時間は長くなる傾向にある。そのため、アルカリ電位は２５５ｍＶ以上であることが好ましく、２６５ｍＶ以上であることがより好ましく、２７０ｍＶ以上であることが更に好ましい。
　高いミドルレート放電特性を有する電解二酸化マンガンとするために、アルカリ電位がある程度高いことが必要である。しかしながら、アルカリ電位が一定以上に高くなると、ミドルレート放電特性は再び低下する傾向にある。そのため、本発明の電解二酸化マンガンにおいて、アルカリ電位は３１０ｍＶ未満であり、３００ｍＶ以下であることが好ましく、２９０ｍＶ以下であることがより好ましく、２８５ｍＶ以下であることが更に好ましい。
　本発明の電解二酸化マンガンの細孔直径が５０ｎｍを超え２００ｎｍ以下の細孔（以下、「サブメソ細孔」という。）は放電反応に関与すると考えられる。そのため、サブメソ細孔の容積が０．００５ｃｍ３／ｇ以上、好ましくは０．０１ｃｍ３／ｇ以上、より好ましくは０．０１５ｃｍ３／ｇ以上、更に好ましくは０．０２ｃｍ３／ｇ以上、更により好ましくは０．０３ｃｍ３／ｇ以上であることで、放電反応が進行やすくなる傾向にある。
　しかしながら、サブメソ細孔が多くなりすぎると充填密度が低下する傾向にある。そのため、サブメソ細孔の容積は０．０５ｃｍ３／ｇ以下、更には０．０４ｃｍ３／ｇ以下であればよい。
　また、メソ細孔とサブメソ細孔の両者、すなわち、細孔直径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下の細孔（以下、「二次細孔」という。）が多くなりすぎると、電解二酸化マンガンの充填性が低くなる傾向にある。そのため、本発明の電解二酸化マンガンの二次細孔の容積は０．０５５５ｃｍ３／ｇ以下であることが好ましく、０．０４５ｃｍ３／ｇ以下であることがより好ましく、０．０２５ｃｍ３／ｇ以下であることが更に好ましく、０．０２ｃｍ３／ｇ以下であることが更により好ましく、０．０１６ｃｍ３／ｇ以下であることが更により好ましい。
　細孔直径が２００ｎｍを超える細孔の容積が多くなると電解二酸化マンガンの充填性が低下する傾向にある。そのため、本発明の電解二酸化マンガンの２００ｎｍを超える細孔の容積は、０．３５ｃｍ３／ｇ以下であることが好ましい。
　本発明の電解二酸化マンガンの嵩密度（ｂｕｌｋ　ｄｅｎｓｉｔｙ）は、１．５ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、１．７ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましく、１．８ｇ／ｃｍ３以上であることが更に好ましく、２．０ｇ／ｃｍ３以上であることが更により好ましい。嵩密度が１．５ｇ／ｃｍ３以上であれば、これと導電材等と混合して正極合剤とした場合、その充填性が高くなりやすい。一方で嵩密度は極端に高い必要はない。そのため、嵩密度は高くとも３．０ｇ／ｃｍ３以下、さらには２．５ｇ／ｃｍ３以下を例示することができる。
　本発明の電解二酸化マンガンの見掛粒子密度（ａｐｐａｒｅｎｔ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｄｅｎｓｉｔｙ）は、３．４ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましく、３．５ｇ／ｃｍ３以上であることがより好ましく、３．７ｇ／ｃｍ３以上であることが更に好ましく、３．８ｇ／ｃｍ３以上であることが更により好ましく、３．９ｇ／ｃｍ３以上であることが特に好ましい。電解二酸化マンガンの見掛粒子密度が３．４ｇ／ｃｍ３以上であれば、アルカリマンガン電池など、内容積の決まっている乾電池内に充てんできる電解二酸化マンガンの量が多くなりやすい。
　本発明の電解二酸化マンガンは、ＣｕＫα線を光源とする粉末Ｘ線回折（以下、「ＸＲＤ」という。）パターンにおいて、２θが２２±１°付近である（１１０）面の回折線の半価全幅（以下、単に「ＦＷＨＭ」という。）が１．６°以上、２．６°以下であることが好ましく、１．７°以上、２．５°以下であることがより好ましく、２．１°以上、２．４°以下であることが更に好ましい。ＦＷＨＭがこの範囲であることにより、電解二酸化マンガンの充填性が高くなり、ミドルレート放電特性が高くなる傾向にある。なお、本発明におけるＸＲＤ測定は、ＣｕＫα線を光源とした通常の粉末Ｘ線回折測定であればよい。通常の粉末Ｘ線回折測定としては、例えば、光源にＣｕＫα線を用い、ステップスキャンを０．０５°以下及び計測時間を３秒以上として測定する方法、さらには実施例で用いた方法を挙げることができる。
　本発明の電解二酸化マンガンは、ＢＥＴ比表面積が１２ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、１４ｍ２／ｇ以上であることがより好ましく、１６ｍ２／ｇ以上であることが更に好ましく、２２ｍ２／ｇ以上であることが更により好ましい。ＢＥＴ比表面積が１２ｍ２／ｇ以上であることで、電解二酸化マンガンと電解液との接触面積が増える。これにより本発明の電解二酸化マンガンを正極活物質として使用した乾電池の、ミドルレート放電における放電容量が大きくなる。一方、ＢＥＴ比表面積が３６ｍ２／ｇ未満、さらには３２ｍ２／ｇ以下、またさらには３０ｍ２／ｇ以下であれば、ミドルレート放電特性が低くなることがなく、電解二酸化マンガンの充填性が高くなりやすい。
　本発明の電解二酸化マンガンはＸＲＤパターンにおける（１１０）面のピークと、（０２１）面のピークとの強度比（以下、「（１１０）／（０２１）ピーク強度比」という。）が０．６以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましく、０．８を超えることが更に好ましい。（１１０）／（０２１）ピーク強度比は、１．１以下、更には１．０５以下、またさらには１．０以下であればよい。
　なお、電解二酸化マンガンのＸＲＤ測定において、（１１０）面のピークは２θが２２±１°付近に現れ、（０２１）面のピークは２θが３７±１°付近に現れる。これらのピークは、いずれも二酸化マンガン結晶の主要なＸＲＤピークである。これらのピーク強度の比は電解二酸化マンガンの結晶性の指標とすることができる。
　次に本発明の電解二酸化マンガンの製造法について説明する。
　本発明の電解二酸化マンガンは、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中にマンガン酸化物を懸濁させる電解二酸化マンガンの製造方法において、マンガン酸化物粒子を連続的に硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合し、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２．５ｍｇ／Ｌ以上、５０ｍｇ／Ｌ以下とし、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中の硫酸濃度が２５ｇ／Ｌ以上、５５ｇ／Ｌ以下とし、電解電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２以上、１．０Ａ／ｄｍ２以下として電解することで製造することができる。
　本発明の製造方法は、電解液中にマンガン酸化物を懸濁させる電解二酸化マンガンの製造方法、すなわち、マンガン酸化物を含有する電解液を電解する電解二酸化マンガンの製造方法であり、いわゆる懸濁電解法である。そのため、マンガン酸化物を使用せずに硫酸－硫酸マンガン混合溶液を電解する方法の様に、マンガン酸化物を実質的に含有しない電解液を電解する電解二酸化マンガンの製造方法、いわゆる清澄電解法とは異なる。懸濁電解法とすることで、細孔構造、結晶構造及びＢＥＴ比表面積が制御された本発明の電解二酸化マンガンを製造することができる。これに加え、懸濁電解法では、マンガン酸化物を使用しない清澄電解法と比べて、電解電流効率が改善する。
　さらに、清澄電解では、電解期間中に析出した二酸化マンガンが電解電極から剥離、脱落してこれが電解液中に混入する場合（以下、「脱落混入」という。）がある。脱落混入は不定期で局部的に生じる。脱落混入では電解が安定せず、得られる電解二酸化マンガンの物性がばらつきやすく、例えば、メソポアの多い電解二酸化マンガンとなりやすい。
　本発明の製造方法では、電解液として硫酸－硫酸マンガン混合溶液を使用する。硫酸マンガン水溶液を電解液とする電解方法とは異なり、硫酸－硫酸マンガン混合溶液を電解液とする電解方法では電解期間中の硫酸濃度を制御することが可能となる。これにより、長期間電解を行なった場合であっても硫酸濃度を任意に設定できるため、安定的に電解二酸化マンガンを製造できるだけでなく、得られる電解二酸化マンガンの細孔の状態が均一になり易い。硫酸－硫酸マンガン混合溶液は、硫酸－硫酸マンガン混合水溶液であることがより好ましい。
　本発明の製造方法は、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中にマンガン酸化物粒子を連続的に混合する。これにより、電解期間中の硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度を安定にすることができ、電解期間を通じて一定の濃度のマンガン酸化物を含有する電解液を電解する電解二酸化マンガンの製造方法となる。これにより、電解全期間中を通して得られる電解二酸化マンガンの物性、特に細孔の状態が均一になる。
　硫酸－硫酸マンガン混合溶液中にマンガン酸化物粒子を連続的に混合する方法として、マンガン酸化物粒子を硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合する方法、又は電解液に酸化剤を混合して硫酸－硫酸マンガン混合溶液にマンガン酸化物粒子を生成させる方法、もしくはその両者を用いることができる。
　なお、本発明の製造方法において連続的に混合するとは、電解全期間を通して一定の割合で硫酸－硫酸マンガン混合溶液にマンガン酸化物粒子を混合することだけではなく、電解期間中に硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子が一定となるように（例えば、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度が目的値±２０％となるように）硫酸－硫酸マンガン混合溶液に断続的にマンガン酸化物粒子を混合することも含む。
　マンガン酸化物粒子を硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合する場合、混合するマンガン酸化物粒子として二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、三二酸化マンガン（Ｍｎ２Ｏ３）及び四三酸化マンガン（Ｍｎ３Ｏ４）からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を使用することが例示でき、好ましくはＭｎＯ２を使用することが例示できる。これらのマンガン酸化物粒子は、予めスラリーとしてから硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合してもよく、マンガン酸化物粒子を直接硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合してもよい。
　酸化剤を硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合してマンガン酸化物粒子を生成させる場合、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガンイオンがマンガン酸化物の粒子として析出されれば、酸化剤の種類は特に限定はされない。酸化剤として過硫酸塩が例示でき、好ましくは過硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８）が例示できる。酸化剤を硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合することで、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中の２価マンガン（Ｍｎ２＋）が酸化され、これがマンガン酸化物粒子として析出する。
　マンガン酸化物粒子は、平均粒径が５μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることが更に好ましく、０．９μｍ以下であることが更により好ましい。平均粒径が５μｍ以下であることで、マンガン酸化物粒子が沈降しにくくなり、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中に均一に分散しやすくなる。このように、マンガン酸化物粒子は分散性が低下しない程度の平均粒径を有していることが好ましいが、その現実的な値として０．５μｍ以上を挙げることができる。
　硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度は２．５ｍｇ／Ｌ以上、５０ｍｇ／Ｌ以下である。本発明の製造方法の電解電流密度の範囲内において、マンガン酸化物粒子の濃度が５０ｍｇ／Ｌを超えると、得られる電解二酸化マンガンは放電反応に有効なサブメソ細孔の容積が小さくなり過ぎる、もしくは、アルカリ電位が低下しやすくなる。このような電解二酸化マンガンはミドルレート放電が可能な時間が短くなりやすい。
　より長時間のミドルレート放電が可能な電解二酸化マンガンを得るために、マンガン酸化物粒子の濃度は３０ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、２５ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、２０ｍｇ／Ｌ以下であることが更に好ましく、１５ｍｇ／Ｌ以下であることが更により好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
　一方、マンガン酸化物粒子の濃度が２．５ｍｇ／Ｌ未満ではマンガン酸化物粒子を硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合する効果が得られない。マンガン酸化物粒子を混合した効果を高くするために、マンガン酸化物粒子の濃度は３ｍｇ／Ｌを超えることが好ましく、５ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、６ｍｇ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。
　本発明の製造方法で用いられる硫酸－硫酸マンガン混合溶液は、硫酸濃度として２５ｇ／Ｌ以上であり、３０ｇ／Ｌを超えることが好ましく、３２ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。硫酸－硫酸マンガン混合溶液の硫酸濃度がこの範囲となることで、得られる電解二酸化マンガンのアルカリ電位が本発明の電解二酸化マンガンのアルカリ電位の範囲になる。一方、硫酸濃度が高くなりすぎると、電解槽の電極基材の腐食が進行し、電解二酸化マンガンが得られにくくなくなる。更に、このような状態では電解析出した電解二酸化マンガンが、電解電極から剥離する現象、いわゆるピーリングが生じやすい。そのため、このような状態で電解二酸化マンガンが得られても、そのアルカリ電位は低くなりやすい。そのため、硫酸－硫酸マンガン混合溶液の硫酸濃度は５５ｇ／Ｌ以下であり、５０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、４５ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。
　なお、ここでいう硫酸濃度とは、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中の硫酸マンガンに含まれる二価の陰イオン（ＳＯ４ ２－）を除いた、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）としての値である。
　本発明の製造方法では、硫酸－硫酸マンガン混合溶液の硫酸濃度が上記の範囲内であれば、電解期間中における硫酸濃度を一定にする必要はない。例えば、電解期間中に硫酸濃度を任意に変えてもよく、電解開始時の硫酸濃度よりも、電解終了時の硫酸濃度を高くすることが好ましい。電解開始時の硫酸濃度よりも、電解終了時の硫酸濃度を高くすることにより、電解槽の電極基材の腐食が抑制されることに加え、ミドルレート放電特性に適した電位を有する電解二酸化マンガンが得られる。
　このような電解方法として、電解開始から電解終了まで電解中の硫酸濃度を連続的に変化させるのではなく、電解開始から一定の期間（以下、「電解前期」という。）に一定の硫酸濃度で電解を行い、その後、硫酸濃度を変化させ、硫酸濃度を変化させた後から電解終了までの期間（以下、「電解後期」という。）に電解前期よりも高く、なおかつ、一定の硫酸濃度で電解を行うことが好ましい。
　電解開始時の硫酸濃度よりも、電解終了時の硫酸濃度を高くする場合、電解開始時の硫酸濃度としては、２５ｇ／Ｌ以上、４０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、３０ｇ／Ｌを超え、３５ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。また、電解終了時の硫酸濃度としては、３２ｇ／Ｌ以上、５５ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、３４ｇ／Ｌ以上、５０ｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、４０ｇ／Ｌを超え、４５ｇ／Ｌ以下であることが更に好ましい。
　なお、電解前期と電解後期の硫酸濃度を変化させる場合、電解前期に上記の電解開始時の硫酸濃度とし、電解後期に上記の電解終了時の硫酸濃度とすることが好ましい。さらに、電解前期の硫酸濃度で行う電解期間と、電解後期の硫酸濃度で行う電解期間との割合は任意に定めることができる。電解前期と電解後期の電解期間の比率として、１：９～９：１、さらには、３：７～７：３を例示することができる。電解前期と電解後期との間の硫酸濃度を変化させる期間は、電解前期及び電解後期に対して十分に短い期間であることが好ましい。
　本発明の製造方法は、電解電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２以上であり、０．５５Ａ／ｄｍ２以上であることが好ましい。本発明の硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度において、電解電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２未満であると、電解二酸化マンガンの放電反応に有効なサブメソ細孔の容積が小さくなり過ぎる、もしくは電解二酸化マンガンのアルカリ電位が低くなりやすくなる。
　一方、本発明の硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度において、電解電流密度が高くなりすぎた場合、電解二酸化マンガンのＢＥＴ比表面積が大きくなり、放電反応に寄与するサブメソ細孔の容積が大きくなり過ぎる、もしくはアルカリ電位が低くなりやすくなる。そのため、本発明の製造方法における電解電流密度は、１．０Ａ／ｄｍ２以下である。より安定的に本発明の電解二酸化マンガンを得るために、電解電流密度は０．８８Ａ／ｄｍ２以下であることが好ましく、０．８Ａ／ｄｍ２未満であることがより好ましく、０．７５Ａ／ｄｍ２以下であることが更に好ましい。本発明において、電解電流密度とは、陽極における電解電流密度を意味する。
　本発明における電解補給液中のマンガン濃度に限定はないが、４０ｇ／Ｌ以上、６０ｇ／Ｌ以下が例示できる。
　電解温度が高いほど、電解二酸化マンガンの製造効率が上がる傾向にある。好ましい電解温度として、９０℃以上、９８℃以下を例示することができる。更に、電解温度が９２℃を超えること、更には９５．５℃以上となることで、メソポアがより少ない電解二酸化マンガンが得られやすくなる。
　本発明の製造方法は、これを電解工程とし、その後に、粉砕工程、洗浄工程及び中和工程のいずれか１つ以上を含んでいてもよい。
　粉砕工程では、電解二酸化マンガンを任意の粒子径とする。粉砕方法は湿式粉砕や乾式粉砕など任意の方法を用いることができる。
　洗浄工程では、電解により得られた電解二酸化マンガンを洗浄し、付着した電解液等を除去する。洗浄方法は、水浴や温水浴に電解二酸化マンガンを浸漬することが挙げられる。
　中和工程では、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ金属水溶液やアンモニア水溶液に電解二酸化マンガンを浸漬するなどして、電解二酸化マンガンのｐＨを調整することができる。
　本発明の電解二酸化マンガンは、マンガン電池、アルカリマンガン電池等の一次電池の正極活物質として使用することができる。
　本発明の電解二酸化マンガンを一次電池の正極活物質として使用する場合、その使用方法には特に制限はない。例えば、電解二酸化マンガンと、グラファイト等の導電材とを混合して混合粉末とし、これを任意の形、任意の圧力で成形して成形体を得る。これを一次電池の正極合剤として、乾電池を構成することができる。
　以下、本発明を実施例及び比較例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
　（電解二酸化マンガンの電位の測定）
　電解二酸化マンガンの電位は、４０重量％ＫＯＨ水溶液中で次のように測定した。
　電解二酸化マンガン３ｇに導電剤としてカーボンを０．９ｇ加えて混合粉体とし、この混合粉体に４０重量％ＫＯＨ水溶液４ｍｌを加え、電解二酸化マンガンとカーボンとＫＯＨ水溶液の混合物スラリーとした。水銀／酸化水銀参照電極の電位を基準として、この混合物スラリーの電位を測定し、これを電解二酸化マンガンのアルカリ電位とした。
（電解二酸化マンガンの細孔容積および見掛粒子密度の測定）
　二次細孔、メソポア及びサブメソ細孔の細孔容積、見掛粒子密度および嵩密度は水銀圧入法（商品名：ポアサイザー９５１０，マイクロメリティクス社製）により求めた。
　測定の前処理として試料を８０℃で静置乾燥した。その後、水銀の圧力範囲を大気圧から４１４ＭＰａまで段階的に変化させて測定を行なった。この測定により細孔分布（容積分布）を求め、細孔直径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の細孔を「メソポア」とし、細孔直径が５０ｎｍを超え２００ｎｍ以下の細孔を「サブメソ細孔」とし、細孔直径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下の細孔を「二次細孔」とした。
　なお、本測定においては、水銀の圧力を高めても細孔直径が２ｎｍ未満の細孔には水銀は充填されない。したがって、細孔直径が２ｎｍ未満の範囲での細孔分布は測定できない。
　電解二酸化マンガンの嵩密度は大気圧で水銀を導入した際の水銀量から求め、見掛粒子密度は４１４ＭＰａの圧力まで水銀を導入した際の水銀量から求めた。図１は、粒子状の電解二酸化マンガンの嵩密度及び見掛粒子密度の概念を示す図である。
　図１に示すとおり、嵩密度を測定する際には、水銀は大気圧で導入される。そのため、電解二酸化マンガン１中の細孔（細孔直径が２００ｎｍ以上）２及び細孔（細孔直径が２００ｎｍ未満）３には水銀は導入されない。一方、見掛粒子密度を測定する際には、高圧により、水銀４が細孔（細孔直径が２００ｎｍ以上）２及び細孔（細孔直径が２００ｎｍ未満）３にまで導入される。ただし、見掛粒子密度を測定する際の圧力においては、電解二酸化マンガン１中の細孔（細孔直径が２００ｎｍ未満）３の中でも、極めて微細な細孔（２ｎｍ未満）にまでは、水銀４は導入されない。
　（ＸＲＤ測定における半価全幅（ＦＷＨＭ）の測定）
　電解二酸化マンガンのＦＷＨＭ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秒間、および測定範囲は２θとして５°から８０°の範囲で測定した。
　（（１１０）／（０２１）ピーク強度比の算出）
　ＦＷＨＭと同様にして得られたＸＲＤ図において、２θが２２±１°付近の回折線を（１１０）面に対応するピークとし、３７±１°付近の回折線を（０２１）面に対応するピークとした。（１１０）面のピーク強度を（０２１）面のピーク強度で除することにより（１１０）／（０２１）ピーク強度比を求めた。
　（ＢＥＴ比表面積の測定）
　電解二酸化マンガンのＢＥＴ比表面積はＢＥＴ１点法の窒素吸着により測定した。測定装置にはガス吸着式比表面積測定装置（フローソーブＩＩＩ，島津社製）を用いた。測定に先立ち、１５０℃で４０分間加熱することで測定試料を脱気処理した。
　（正極合剤の成形密度の測定）
　電解二酸化マンガン４．２９ｇ、グラファイト０．３６５ｇ及び、水酸化カリウムを４０重量％含有する水酸化カリウム水溶液０．３４５ｇを混合して混合粉末を得た。当該混合粉末を２トンの成形圧でリング状に成形し、これを正極合剤とした。得られた正極合剤の質量と寸法から、正極合剤の成形密度を測定した。なお、各実施例において正極合剤の成形密度は、比較例１の正極合剤の成形密度を１００％とした場合の相対値で示した。
　（ミドルレート放電特性の測定）
　上記と同様な方法で正極合剤を２個作製した。当該正極合剤２個を正極とし、亜鉛を含む負極材を負極として単三型のアルカリマンガン電池を作製した。作製したアルカリマンガン電池は、常温で２４時間静置した後、ミドルレート放電特性を測定した。
　ミドルレート放電特性の測定において、放電電流を２５０ｍＡとして連続で放電し、終止電圧０．９Ｖに達するまでの放電時間を測定した。なお、各実施例におけるミドルレート放電の放電時間は、比較例１の放電時間を１００％とした場合の相対値で示した。
　（マンガン酸化物粒子の測定）
　電解二酸化マンガン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測定装置（マイクロトラックＨＲＡ，ＨＯＮＥＷＥＬＬ社製）に所定量投入し、レーザー回折法で粒度分布の測定を行なった。得られた粒度分布データから、マンガン酸化物粒子の粒子径の分布及び平均粒子径を求めた。測定に際し、純水の屈折率を１．３３、二酸化マンガンの屈折率を２．２０とした。
　実施例１
　市販の電解二酸化マンガン（商品名：ＨＨ－Ｓ、東ソー社製）をジェットミルで粉砕し、平均粒子径（体積平均粒子径）が０．６３μｍの電解二酸化マンガン粒子を製造した。得られた電解二酸化マンガン粒子をマンガン酸化物粒子とした。当該マンガン酸化物粒子の粒子径分布を図２に示した。このマンガン酸化物粒子を３０ｇ／Ｌの濃度となるように水に分散させてスラリー液とした。
　電解液として硫酸－硫酸マンガン混合溶液を使用した。当該電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が８ｍｇ／Ｌとなるように、当該スラリー液を電解液中に連続的に添加したことに加え、当該電解液中の硫酸濃度が３４ｇ／Ｌとなるように、マンガンイオン濃度４０ｇ／Ｌの補給硫酸マンガン液を電解液中に添加しながら電解を行った。
　陽極上に電析した電解二酸化マンガン塊を剥離し、これを洗浄、粉砕及び中和することで粉末状の電解二酸化マンガンを得、これを本実施例の電解二酸化マンガンとした。
　電解条件は、電解電流密度を０．６Ａ／ｄｍ２、電解温度を９６℃、及び、電解期間を１４日間とした。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．６５Ｖであった。
　本実施例の製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　実施例２
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が５ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解液中の硫酸濃度が３３．２ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．５９Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を１５日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．５８Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　実施例３
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が７．７ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、及び、電解液中の硫酸濃度が３４．３ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は２．６６Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　実施例４
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が６．９ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解液中の硫酸濃度が３２．８ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．６２Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を１５日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．７Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　実施例５
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が６．９ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が３２ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が３５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．６２Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として１０日間、電解後期として５日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．７Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　なお、本実施例の電解二酸化マンガンの細孔直径が２００ｎｍを超える細孔の容積は０．１７ｃｍ３／ｇであった。このように、実施例５の電解二酸化マンガンの細孔直径が２００ｎｍを超える細孔の容積は０．２ｃｍ３／ｇ以下と低いものであった。
　実施例６
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が６．６ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解電流密度を０．６２Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を１２日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．６Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　実施例７
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が６．６ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が３３ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が３５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．６２Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として７日間、電解後期として５日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．６Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　実施例８
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２４ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解液中の硫酸濃度が３５ｇ／Ｌとなるようにマンガンイオン濃度４３ｇ／Ｌの補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、及び、電解電流密度を０．７５Ａ／ｄｍ２としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．２Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　実施例９
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が１８ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解液中の硫酸濃度が３５ｇ／Ｌとなるようにマンガンイオン濃度４３ｇ／Ｌの補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、及び、電解電流密度を０．８６Ａ／ｄｍ２としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．３１Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
　実施例１０
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が６．４ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解電流密度を０．６１Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を１５日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、２．６７Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表１に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表２に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１１
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解液中の硫酸濃度が４２ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．８８Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を１日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、１．９８Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表３に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表４に示した。
　実施例１２
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解液中の硫酸濃度が２８ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．８８Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を１日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、１．９５Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表３に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表４に示した。
　実施例１３
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が２５ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が４０ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．８８Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として１日間、電解後期として２日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、１．９０Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表３に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表４に示した。
　実施例１４
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が３０ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が４５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として１日間、電解後期として２日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、１．７１Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表３に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表４に示した。
　実施例１５
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が３０ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が４５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を１．０Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として１日間、電解後期として２日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、１．９８Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表３に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表４に示した。
　実施例１６
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が３０ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が４５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．８８Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として１日間、電解後期として２日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本実施例の電解終了時の電解電圧は、１．９１Ｖであった。
　本実施例の電解二酸化マンガンの製造条件を表３に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表４に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　比較例１
　電解液として硫酸－硫酸マンガン混合溶液を用い、当該電解液中の硫酸濃度が３４ｇ／Ｌとなるように、マンガンイオン濃度４０ｇ／Ｌの補給硫酸マンガン液を電解液中に添加しながら電解を行った。電解中の硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度は２．１ｍｇ／Ｌであった。
　陽極上に電析した電解二酸化マンガン塊を剥離し、これを洗浄、粉砕及び中和することで粉末状の電解二酸化マンガンを得、これを本比較例の電解二酸化マンガンとした。

　電解条件は、電解電流密度を０．６Ａ／ｄｍ２、電解温度を９６℃、及び、電解期間を１５日間とした。本比較例の電解終了時の電解電圧は、３．２Ｖであった。
　本比較例の電解二酸化マンガンの製造条件を表５に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表６に示した。
　本比較例の電解二酸化マンガンは、そのメソポアの容積が本発明の電解二酸化マンガンよりも大きくなった。また、本比較例の電解二酸化マンガンのＦＷＨＭは２．９５°と大きかった。これにより、マンガン酸化物粒子の濃度が低い電解方法により得られる電解二酸化マンガンは、細孔構造だけでなく、結晶性も本発明の電解二酸化マンガンと異なることが分かった。
　さらに、本比較例の電解二酸化マンガンは、アルカリ電位が本発明の電解二酸化マンガンと同程度であるにも関わらず、そのミドルレート放電特性は、本発明の電解二酸化マンガンよりも低かった。
　比較例２
　電解液中の硫酸濃度が２５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．２Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を３０日間としたこと以外は比較例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本比較例の電解終了時の電解電圧は、２．３Ｖであった。
　本比較例の電解二酸化マンガンの製造条件を表５に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表６に示した。
　本比較例の電解二酸化マンガンは、そのメソポアの容積が本発明の電解二酸化マンガンよりも大きくなり、なおかつ、アルカリ電位が本発明の電解二酸化マンガンよりも低くなることが分かった。
　さらに、本比較例の（１１０）／（０２１）ピーク強度比は１．７５であり、電解電流密度が低い条件で得られる電解二酸化マンガンは、メソポアの容積及びアルカリ電位だけでなく、実施例の電解二酸化マンガンと結晶性が異なることが確認できた。
　比較例３
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が３０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解液中の硫酸濃度が２５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を１．５Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を４日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本比較例の電解終了時の電解電圧は、３．４８Ｖであった。
　本比較例の電解二酸化マンガンの製造条件を表５に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表６に示した。
　本比較例の電解二酸化マンガンは、メソポアの容積が本発明の電解二酸化マンガンよりも大きく、なおかつ、アルカリ電位が低かった。これにより、電解電流密度が高い電解条件で得られる電解二酸化マンガンは、本発明の電解二酸化マンガンのメソポアの容積及びアルカリ電位のいずれも有さないことが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　これらの結果から明らかなように、実施例の電解二酸化マンガンは、比較例の電解二酸化マンガンよりも、その成形密度が高かった。特に、実施例２の電解二酸化マンガンは、比較例１の電解二酸化マンガンよりも嵩密度が低いにもかかわらず、これを用いた正極合剤の成形密度及びミドルレート放電特性が比較例１の電解二酸化マンガンよりも高くなった。
　これらの結果から、本発明の電解二酸化マンガンは、そのメソポアの容積及びアルカリ電位を兼ね備えることでミドルレート放電特性にすぐれることが明らかとなった。
　比較例４
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解液中の硫酸濃度が５６ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．８８Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を１日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本比較例の電解終了時の電解電圧は、２．０６Ｖであった。
　本比較例の電解二酸化マンガンの製造条件を表７に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表８に示した。
　本比較例における電解では、電解期間中に、析出した電解二酸化マンガンが電極から剥離する現象、いわゆるピーリングが多く発生し、電解二酸化マンガンの収率が著しく低かった。また、得られた電解二酸化マンガンのアルカリ電位も低いものであった。このように、電解液中の酸濃度が高い電解においては、電解二酸化マンガンが得られにくくなるだけでなく、本発明の電解二酸化マンガンが得られないことが確認された。
　比較例５
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が３０ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が４５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を１．１Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として１日間、電解後期として２日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本比較例の電解終了時の電解電圧は、３．１４Ｖであった。
　本比較例の電解二酸化マンガンの製造条件を表７に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表８に示した。
　本比較例における電解では、電解期間中に、析出した電解二酸化マンガンが電極から剥離する現象、いわゆるピーリングが起きていた。また、得られた電解二酸化マンガンはメソポアがやや多くなりやすく、なおかつ、アルカリ電位も低いものであった。
　比較例６
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が３０ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が４５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．４Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として１日間、電解後期として２日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本比較例の電解終了時の電解電圧は、１．６８Ｖであった。
　本比較例の電解二酸化マンガンの製造条件を表７に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表８に示した。
　本比較例の電解二酸化マンガンは、メソポアが低かったが、アルカリ電位が低いものであった。
　比較例７
　電解液中のマンガン酸化物粒子の濃度が６０ｍｇ／Ｌとなるようにスラリー液を電解液中に連続的に添加したこと、電解前期の電解液中の硫酸濃度が３０ｇ／Ｌ、電解後期の電解液中の硫酸濃度が４５ｇ／Ｌとなるように補給硫酸マンガン液を電解液中に添加したこと、電解電流密度を０．８８Ａ／ｄｍ２としたこと、及び、電解期間を電解前期として１日間、電解後期として２日間としたこと以外は実施例１と同様の方法で電解二酸化マンガンを製造した。本比較例の電解終了時の電解電圧は、１．８６Ｖであった。
　本比較例の電解二酸化マンガンの製造条件を表７に、得られた電解二酸化マンガンの評価結果を表８に示した。
　本比較例の電解二酸化マンガンは、メソポアが低かったが、アルカリ電位が低いものであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　本発明の電解二酸化マンガンは、マンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池などの一次電池の正極活物質として好適に使用される。
　なお、２０１２年２月２１日に出願された日本特許出願２０１２－０３４９８０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
１：電解二酸化マンガン
２：細孔（細孔直径が２００ｎｍを超える）
３：細孔（細孔直径が２００ｎｍ以下）
４：水銀（Ｈｇ）

Claims (11)

  1. 　４０重量％ＫＯＨ水溶液中で水銀／酸化水銀参照電極を基準として測定したときの電位が２５０ｍＶを超え、３１０ｍＶ未満であり、かつ細孔直径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の細孔の容積が０．００５５ｃｍ３／ｇ以下であることを特徴とする電解二酸化マンガン。
  2. 　細孔直径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下を有する細孔の容積が、０．０５５５ｃｍ３／ｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電解二酸化マンガン。
  3. 　ＢＥＴ比表面積が１２ｍ２／ｇ以上、３６ｍ２／ｇ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解二酸化マンガン。
  4. 　嵩密度が少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電解二酸化マンガン。
  5. 　見掛粒子密度が少なくとも３．４ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電解二酸化マンガン。
  6. 　ＣｕＫα線を光源とするＸＲＤ測定パターンにおいて、２θが２２±１°付近である（１１０）面の回折線の半価全幅が１．６°以上、２．６°以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電解二酸化マンガン。
  7. 　硫酸－硫酸マンガン混合溶液中にマンガン酸化物を懸濁させる電解二酸化マンガンの製造方法において、マンガン酸化物粒子を連続的に硫酸－硫酸マンガン混合溶液に混合し、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中のマンガン酸化物粒子の濃度が２．５ｍｇ／Ｌ以上、５０ｍｇ／Ｌ以下とし、硫酸－硫酸マンガン混合溶液中の硫酸濃度が２５ｇ／Ｌ以上、５５ｇ／Ｌ以下とし、かつ電解電流密度が０．５Ａ／ｄｍ２以上、１．０Ａ／ｄｍ２以下として電解することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
  8. 　電解電流密度が０．５５Ａ／ｄｍ２以上、０．８８Ａ／ｄｍ２以下であることを特徴とする請求項７に記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
  9. 　マンガン酸化物粒子の濃度が３ｍｇ／Ｌを超え、３０ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする請求項７又は８に記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
  10. 　電解開始時の硫酸濃度よりも、電解終了時の硫酸濃度を高くすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の電解二酸化マンガンの製造方法。
  11. 　請求項１乃至６のいずれかに記載の電解二酸化マンガンを含むことを特徴とする正極活物質。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103643252A (zh) * 2013-12-05 2014-03-19 中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司 一种二氧化锰电解悬浮剂
WO2015093578A1 (ja) * 2013-12-20 2015-06-25 東ソー株式会社 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途
JP2016102228A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 東ソー株式会社 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途
CN111918984A (zh) * 2017-11-09 2020-11-10 章鱼科技有限公司 电解二氧化锰及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9958504B2 (en) 2014-06-20 2018-05-01 Duracell U.S. Operations, Inc. Primary alkaline battery with integrated in-cell resistances
CN108884577B (zh) * 2016-03-29 2022-02-11 东曹株式会社 电解二氧化锰和其制造方法以及其用途
JP7243081B2 (ja) * 2018-08-29 2023-03-22 東ソー株式会社 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途
CN113166951A (zh) * 2018-11-29 2021-07-23 东曹株式会社 电解二氧化锰及其制造方法及其用途

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07166386A (ja) * 1993-10-06 1995-06-27 Japan Metals & Chem Co Ltd 電解二酸化マンガンの製造方法
JP2005520290A (ja) * 2002-03-08 2005-07-07 ザ ジレット カンパニー アルカリ電池用の改良された二酸化マンガン
JP2007123149A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ電池
JP2007141643A (ja) 2005-11-18 2007-06-07 Hitachi Maxell Ltd アルカリ電池
JP2009289728A (ja) * 2007-12-28 2009-12-10 Panasonic Corp アルカリ電池
JP2011068552A (ja) 2009-08-24 2011-04-07 Tosoh Corp 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6321224A (ja) * 1986-07-14 1988-01-28 Japan Metals & Chem Co Ltd 電解二酸化マンガンの製造法
US5277890A (en) * 1992-09-28 1994-01-11 Duracell Inc. Process for producing manganese dioxide
JPH08175818A (ja) * 1994-12-26 1996-07-09 Japan Metals & Chem Co Ltd 電解二酸化マンガン及びその製造方法
US6214198B1 (en) * 1998-12-21 2001-04-10 Kerr-Mcgee Chemical Llc Method of producing high discharge capacity electrolytic manganese dioxide
JP2000260430A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Chisso Corp 有機電解液二次電池用正極活物質およびその製造方法、並びに有機電解液二次電池
US8734992B2 (en) * 2007-02-14 2014-05-27 Tosoh Corporation Electrolytic manganese dioxide, and method for its production and its application
ZA200801281B (en) * 2007-02-14 2009-01-28 Tosoh Corp Electrolytic manganese dioxide, and method for its production and its application
CN102482787B (zh) * 2009-08-24 2016-01-20 东曹株式会社 电解二氧化锰及其制造方法以及其用途
US20110219607A1 (en) * 2010-03-12 2011-09-15 Nanjundaswamy Kirakodu S Cathode active materials and method of making thereof
US8303840B2 (en) 2010-03-12 2012-11-06 The Gillette Company Acid-treated manganese dioxide and methods of making thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07166386A (ja) * 1993-10-06 1995-06-27 Japan Metals & Chem Co Ltd 電解二酸化マンガンの製造方法
JP2005520290A (ja) * 2002-03-08 2005-07-07 ザ ジレット カンパニー アルカリ電池用の改良された二酸化マンガン
JP2007123149A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ電池
JP2007141643A (ja) 2005-11-18 2007-06-07 Hitachi Maxell Ltd アルカリ電池
JP2009289728A (ja) * 2007-12-28 2009-12-10 Panasonic Corp アルカリ電池
JP2011068552A (ja) 2009-08-24 2011-04-07 Tosoh Corp 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2818583A4 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103643252A (zh) * 2013-12-05 2014-03-19 中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司 一种二氧化锰电解悬浮剂
CN103643252B (zh) * 2013-12-05 2016-05-18 中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司 一种二氧化锰电解悬浮剂
WO2015093578A1 (ja) * 2013-12-20 2015-06-25 東ソー株式会社 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途
JP2016102228A (ja) * 2014-11-27 2016-06-02 東ソー株式会社 電解二酸化マンガン及びその製造方法並びにその用途
CN111918984A (zh) * 2017-11-09 2020-11-10 章鱼科技有限公司 电解二氧化锰及其制备方法
CN111918984B (zh) * 2017-11-09 2023-07-18 章鱼科技有限公司 电解二氧化锰及其制备方法

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