专利名称：锂电池用电解二氧化锰的改性方法
技术领域：
本发明涉及一种锂电池用电解二氧化锰的改性方法。
背景技术：
以活泼的金属锂为阳极，二氧化锰为阴极，有机溶剂为电解液的锂二氧化锰电化学体系电池，因其比能量高，工作电压高，使用寿命长等特点，广泛地应用在计算机、自动化仪表、照相机等器材方面。
锂二氧化锰电化学体系电池的电性能主要取决于阴极材料二氧化锰，尤其是电池的大负载放电性能和放电容量。现有的技术是以直接电解后的二氧化锰在空气中经高温煅烧改性后投入生产。
目前锂电池用电解二氧化锰的改性方法为二氧化锰粉末暴露在空气中高温煅烧，随着煅烧时间的延长，高温空间中氧的浓度降低，二氧化锰在脱去结晶水的同时，也脱去部分氧，导致Mn与O的实际摩尔比降低，减小MnO2在锂二氧化锰电化学体系电池的电化学活性。
发明内容
本发明的目的是为了提高电解二氧化锰粉末中的Mn与O的实际摩尔比，以提高MnO2在锂二氧化锰电化学体系电池的电化学活性，而提供一种锂电池用电解二氧化锰的改性方法。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为锂电池用电解二氧化锰的改性方法，其特征是电解后的γ-MnO2粉末保护在95％-100％的氧气中经370℃-380℃高温煅烧，并使氧气在高温空间形成对流，煅烧24小时而成。
本发明采用上述改性方法，γ-MnO2粉末保护在95％-100％的氧气中高温煅烧，使γ-MnO2充分接触氧气，提高了电解二氧化锰粉末中的Mn与O的实际摩尔比，使其中Mn的价态尽量接近+4，显著提高了MnO2在锂二氧化锰电化学体系电池的电化学活性。
高温处理过程中MnO2由γ晶型变为γ与β混合晶型(β晶型占40％-60％)。
高温处理中温度低于370℃，则会造成γ-MnO2晶型转变程度不够，除结晶水不够。
高于380℃，则会产生降低在锂二氧化锰电化学体系中的电化学活性的晶型(如ε晶型)，且部分二氧化锰变为更高价态的Mn(超过+4价)。
本发明显著提高了二氧化锰电化学活性，电池的平均放电容量由现有的44.9h、1350mAh，提高到52.7h、1580mAh。
图1为现有的CR123A电池的部分生产工艺流程图具体实施方式
下面通过实施例和比较例对本发明作进一步说明，但是本发明不仅限于这些例子。
现有的CR123A电池的部分生产工艺如下1.工艺流程，如图1所示。
2.二氧化锰热处理温度及时间用500℃鼓风干燥箱在375℃条件下处理电解二氧化锰24小时；3.正极和粉配方，二氧化锰∶胶体石墨∶乙炔碳黑∶四氟∶酒精＝46.5kg∶1.8kg∶1.7kg∶3.5L∶2L，要求混合均匀。
4.电解液配方1mol/l LiClO4的PC(碳酸丙烯脂)、DME(乙二醇二甲醚)和DIOX(二氧戊环)的混合溶液(其中体积比PC50％、DME20％、DIOX30％)，电液含水量＜0.2mg/ml，每只电池电解液量3.0g。
5.二氧化锰正极极片工艺长度(210±0.5mm)，宽度(24±0.2mm)，重量(6.7-7.8g)。
6.锂带负极极片工艺长度(230.5±0.5mm)，宽度(22±0.1mm)。
7.电池容量根据IEC标准(IEC60086-2)放电，即23±2℃条件下100Ω恒阻放电至2.0V。
实施例1锂电池用电解二氧化锰的改性方法，电解后的γ-MnO2粉末用500℃鼓风干燥箱在375℃条件下处理24小时，并保持向鼓风干燥箱内连续通以95％的氧气，使氧气在高温空间形成对流。改性后的MnO2由γ晶型变为γ与β混合晶型(β晶型占40％-60％)。
将上述改性后电解二氧化锰根据CR123A电池的生产工艺要求组装CR123A实验电池，同时取生产正常改性电解二氧化锰做空白对比。见第一、二、三次实验电池放电结果。
1.第一次实验电池放电结果
2.第二次实验电池放电结果
3.第三次实验电池放电结果
实施例2锂电池用电解二氧化锰的改性方法，电解后的γ-MnO2粉末用500℃鼓风干燥箱在370℃条件下处理24小时，并保持向鼓风干燥箱内连续通以98％的氧气，使氧气在高温空间形成对流。
实施例3锂电池用电解二氧化锰的改性方法，电解后的γ-MnO2粉末用500℃鼓风干燥箱在380℃条件下处理24小时，并保持向鼓风干燥箱内连续通以100％的氧气，使氧气在高温空间形成对流。
权利要求
1.锂电池用电解二氧化锰的改性方法，其特征是电解后的γ-MnO2粉末保护在95％-100％的氧气中经370-380℃高温煅烧，并使氧气在高温空间形成对流，煅烧24小时而成。
2.根据权利要求1所述的锂电池用电解二氧化锰的改性方法，其特征是所述的保护气体为95％氧气。
3.根据权利要求1所述的锂电池用电解二氧化锰的改性方法，其特征是所述的高温煅烧温度为375℃。
全文摘要
本发明涉及一种锂电池用电解二氧化锰的改性方法。锂电池用电解二氧化锰的改性方法，其特征是电解后的γ－MnO
文档编号H01M4/04GK1604363SQ20041006105
公开日2005年4月6日 申请日期2004年11月8日 优先权日2004年11月8日
发明者王圣平, 代江华, 杨问华 申请人:中国地质大学(武汉)