纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化锰的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种生产电解二氧化铺的方法，尤其设及一种纳米晶微球修饰电极生 产电解二氧化铺的方法。
【背景技术】
[0002] 随着电池行业的不断发展，尤其是电动自行车、动力汽车的普及，锋铺电池、碱性 电池、铺酸裡电池等新型电池正极材料专用二氧化铺发展迅速。预计，随着市场的逐步推 动，铅酸电池将逐步退出，新型电池用电解二氧化铺将得到迅猛发展，并带动整个电解二氧 化铺产品市场的发展，电解二氧化铺产品的需求量将逐年增加。
[0003] 然而，要提高产量，通常的做法是①投入大量的资金增加生产线来提高产量，一条 年产1万吨生产线需投入资金约1. 6亿元，投资大；②不增加生产线，在目前的生产线上采 用提高电解电流强度的方法来提高单位产量，但目前的工艺技术水平有限，提高电解通电 电流，必使电解阳极铁板迅速纯化，增加直流电耗，甚至阳极铁板报废，电解无法进行下去。 本发明独创性的研发了纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的技术，很好的解决W上两 种做法的弊端，不用增加生产线，W最小的投资，提高电解二氧化铺产品产量，实现增产目 标，各项成本、质量等指标可控。
[0004]日本JMC公司W及国内部分企业采用电解二氧化铺或天然二氧化铺细磨成悬浮 剂用作电解的添加剂，实际上使用的效果并不理想，主要原因是二氧化铺颗粒只能达到微 米级，往往要相互聚集达到稳定状态，形成了团聚现象，或自身由于自重容易沉淀，使其在 溶液体系中分布不均，达不到效果，电流效率低，电耗大，产品质量不稳定。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺 的方法，使铁阳极能在较高的电流下正常运行而不纯化，电流效率不降低，从而提高电解二 氧化铺产品产量。
[0006] 本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种纳米晶微球修饰电极 生产电解二氧化铺的方法，包括如下步骤；（1)将一种或几种铺氧化物和分散剂投入纳米 珠磨机中进行礙磨，制得粒径达纳米级的添加剂母液；（2)将所述添加剂母液用水稀释至 5g^-10g^的添加剂溶液；(3)所述添加剂溶液经流量控制系统添加至硫酸铺电解液中， 均匀混合，制得含纳米晶微球添加剂20g/l-40g/l的混合液；(4)所述混合液经流量控制 系统添加至电解槽中，设置电解参数，电解后得到电解二氧化铺。
[0007] 上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，所述步骤（1)包括 如下步骤；（11)将预定重量百分比的一种或几种铺氧化物、工业水、分散剂投入揽拌桶进 行揽拌30~60分钟，形成均匀的料浆分散体；（12)将所述料浆分散体通过第一累输送到 珠磨机进行礙磨；（13)经所述珠磨机礙磨过的料浆分散体经管路和所述第一累输送再次 进入所述珠磨机进行循环礙磨；（14)重复步骤（13)，直至料浆分散体粒径达到预定范围， 停止礙磨；所述达到预定粒径的料浆分散体为纳米晶微球添加剂母液。
[000引上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，所述步骤（11)中所 制得的料浆分散体重量百分比含量为10% -30%，分散剂浓度为0. 1-1.Omg/1。
[0009] 上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，所述珠磨机的礙磨 介质为刚玉珠或错珠，所述刚玉珠或错珠的粒径为0. 5mm-2. 0mm，占空比为60% -80% ;所 述电解槽为MnS〇4-H2S〇4体系；所述电解槽阳极为纯铁板，所述电解槽阴极为铜板或铜管 车孟；所述电解参数包括；槽酸为36g-40g/l，槽压为1. 8V-3.Ov，槽温为99°C-lore。
[0010] 上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，所述步骤（13)过程 如下；所述珠磨机礙磨过的料浆分散体经过第二累送回所述揽拌槽，再通过所述第一累进 入所述珠磨机进行循环研磨。
[0011] 上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，所述步骤（13)过程 如下；经所述礙磨筒内离屯、分离盘分离，磨珠留在所述礙磨筒内继续礙磨，所述料浆由于离 屯、甩力，被送至五级离屯、分离机进行逐级轻液与重液分离，所述轻液为粒径较小料浆，所述 重液为粒径较大料浆，每级分离的所述轻液流至下一级离屯、分离机，所述重液经所述第一 累返回至所述珠磨机循环礙磨，最后一级离屯、分离机分离出的轻液即为纳米晶微球添加剂 母液。
[0012] 上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，所述步骤（13)中循 环礙磨的过程，通过控制所述揽拌桶的底阀，珠磨机的进、出料阀口及第一累冷却水阀口 的开度，使整个珠磨系统保持预定的回流比。
[0013] 上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，所述步骤（13)中连 续磨16~20小时过程中，每4小时取样化验所述纳米晶微球添加剂的粒径，使所述纳米晶 微球添加剂粒径50-150纳米达到50%W上。
[0014] 上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，通过中央控制器控 制所述料浆的流速、所述珠磨机的转速，保证磨料的细度；所述中央控制器通过控制物料的 流速和所述珠磨机的离屯、分离盘转速，保证磨珠与料浆的分离；所述中央控制器通过控制 物料的流速和所述离屯、分离机的转速，保证每级轻液与重液的分离，最后保证出料料浆细 度合格；通过调节系统内各物料进出量，保证系统物料平衡，使整个系统正常运转。
[0015] 上述的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，其中，所述珠磨机包括礙 磨筒，所述礙磨筒内设置有主轴，所述主轴上安装有离屯、分离盘和揽拌叶轮；所述揽拌叶轮 的数量为10-15个，所述多个揽拌叶轮和离屯、分离盘依次套设在所述主轴上，所述离屯、分 离盘位于所述主轴的尾部，所述多个揽拌叶轮等间隔依次固定在所述主轴上，所述揽拌叶 轮和主轴的连接倾斜角度为1-15度，所述离屯、分离盘外侧与礙磨筒内侧之间形成与所述 珠磨机的出口相连的出料腔；所述主轴沿轴向设有贯穿的开口槽，所述揽拌叶轮上沿圆周 方向开设有不同孔径的圆孔，所述圆孔的孔径沿径向由内往外依次减小，所述离屯、分离盘 的直径大于主轴的直径且小于揽拌叶轮的直径。
[0016] 本发明对比现有技术有如下的有益效果；本发明提供的纳米晶微球修饰电极生 产电解二氧化铺的方法，将所制备的一定粒径的二氧化铺纳米晶微球添加剂加入电解新液 中，使之能均匀稳定分散在高温、高酸的电解液环境中，在电场作用下对阳极铁板进行修 饰，提高阳极铁板表观截面积，降低阳极表观电流密度。从而增加电解电流时，按铁板面积 计算的电流密度是提高了，但由于纳米晶微球添加剂的作用，实际表观电流密度并未提高， 电流效率>98%，在电解过程能有效提高铁阳极板的表观表面积。在不用增加生产线，W较 小的投资，提高电解二氧化铺产品产量，实现增产目标，各项成本、质量等指标可控。
【附图说明】
[0017]图1(a)为本发明纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺电解示意图；图1化）为 图1(a)中A处的局部放大示意图；图1(c)为电解过程Mn化沉积层表面状态示意图；
[001引图2为本发明实施例中纳米珠磨系统的架构示意图；
[0019] 图3为本发明另一实施例中纳米珠磨系统的架构示意图；
[0020] 图4为本发明实施例中珠磨机的结构示意图。
[0021] 图中；
[0022] 1珠磨机 2离屯、分离机 3中央控制器 4揽拌槽 51第一累
[0023] 52第二累 6料浆 7水和分散剂 8合格料浆 9管道
[0024] 21 -级离屯、分离机 22二级离屯、分离机 23S级离屯、分离机
[0025] 24四级离屯、分离机 25五级离屯、分离机
[0026] 41揽拌机
[0027] 10礙磨筒 11主轴 12离屯、分离盘 13揽拌叶轮 14皮带轮
[002引 15轴承箱 16密封件 17珠磨机入口 18珠磨机出口
[0029] 31电解槽 32阴极 33阳极 34纳米晶微球
[0030] 35纳米晶微球吸附层 36Mn〇2沉积层
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0032] 本发明提供的纳米晶微球修饰电极生产电解二氧化铺的方法，包括如下步骤：
[0033] 步骤S1，将一种或几种铺氧化物和分散剂投入纳米珠磨机中进行礙磨，制得