納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化錳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，尤其設(shè)及一種納米晶微球修飾電極生 產(chǎn)電解二氧化鋪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電池行業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是電動(dòng)自行車(chē)、動(dòng)力汽車(chē)的普及，鋒鋪電池、堿性 電池、鋪酸裡電池等新型電池正極材料專(zhuān)用二氧化鋪發(fā)展迅速。預(yù)計(jì)，隨著市場(chǎng)的逐步推 動(dòng)，鉛酸電池將逐步退出，新型電池用電解二氧化鋪將得到迅猛發(fā)展，并帶動(dòng)整個(gè)電解二氧 化鋪產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展，電解二氧化鋪產(chǎn)品的需求量將逐年增加。
[0003] 然而，要提高產(chǎn)量，通常的做法是①投入大量的資金增加生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)提高產(chǎn)量，一條 年產(chǎn)1萬(wàn)噸生產(chǎn)線(xiàn)需投入資金約1. 6億元，投資大；②不增加生產(chǎn)線(xiàn)，在目前的生產(chǎn)線(xiàn)上采 用提高電解電流強(qiáng)度的方法來(lái)提高單位產(chǎn)量，但目前的工藝技術(shù)水平有限，提高電解通電 電流，必使電解陽(yáng)極鐵板迅速純化，增加直流電耗，甚至陽(yáng)極鐵板報(bào)廢，電解無(wú)法進(jìn)行下去。 本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)性的研發(fā)了納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的技術(shù)，很好的解決W上兩 種做法的弊端，不用增加生產(chǎn)線(xiàn)，W最小的投資，提高電解二氧化鋪產(chǎn)品產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目 標(biāo)，各項(xiàng)成本、質(zhì)量等指標(biāo)可控。
[0004]日本JMC公司W(wǎng)及國(guó)內(nèi)部分企業(yè)采用電解二氧化鋪或天然二氧化鋪細(xì)磨成懸浮 劑用作電解的添加劑，實(shí)際上使用的效果并不理想，主要原因是二氧化鋪顆粒只能達(dá)到微 米級(jí)，往往要相互聚集達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，形成了團(tuán)聚現(xiàn)象，或自身由于自重容易沉淀，使其在 溶液體系中分布不均，達(dá)不到效果，電流效率低，電耗大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪 的方法，使鐵陽(yáng)極能在較高的電流下正常運(yùn)行而不純化，電流效率不降低，從而提高電解二 氧化鋪產(chǎn)品產(chǎn)量。
[0006] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提供一種納米晶微球修飾電極 生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，包括如下步驟；（1)將一種或幾種鋪氧化物和分散劑投入納米 珠磨機(jī)中進(jìn)行礙磨，制得粒徑達(dá)納米級(jí)的添加劑母液；（2)將所述添加劑母液用水稀釋至 5g^-10g^的添加劑溶液；(3)所述添加劑溶液經(jīng)流量控制系統(tǒng)添加至硫酸鋪電解液中， 均勻混合，制得含納米晶微球添加劑20g/l-40g/l的混合液；(4)所述混合液經(jīng)流量控制 系統(tǒng)添加至電解槽中，設(shè)置電解參數(shù)，電解后得到電解二氧化鋪。
[0007] 上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，所述步驟（1)包括 如下步驟；（11)將預(yù)定重量百分比的一種或幾種鋪氧化物、工業(yè)水、分散劑投入攬拌桶進(jìn) 行攬拌30~60分鐘，形成均勻的料漿分散體；（12)將所述料漿分散體通過(guò)第一累輸送到 珠磨機(jī)進(jìn)行礙磨；（13)經(jīng)所述珠磨機(jī)礙磨過(guò)的料漿分散體經(jīng)管路和所述第一累輸送再次 進(jìn)入所述珠磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)礙磨；（14)重復(fù)步驟（13)，直至料漿分散體粒徑達(dá)到預(yù)定范圍， 停止礙磨；所述達(dá)到預(yù)定粒徑的料漿分散體為納米晶微球添加劑母液。
[000引上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，所述步驟（11)中所 制得的料漿分散體重量百分比含量為10% -30%，分散劑濃度為0. 1-1.Omg/1。
[0009] 上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，所述珠磨機(jī)的礙磨 介質(zhì)為剛玉珠或錯(cuò)珠，所述剛玉珠或錯(cuò)珠的粒徑為0. 5mm-2. 0mm，占空比為60% -80% ;所 述電解槽為MnS〇4-H2S〇4體系；所述電解槽陽(yáng)極為純鐵板，所述電解槽陰極為銅板或銅管 車(chē)孟；所述電解參數(shù)包括；槽酸為36g-40g/l，槽壓為1. 8V-3.Ov，槽溫為99°C-lore。
[0010] 上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，所述步驟（13)過(guò)程 如下；所述珠磨機(jī)礙磨過(guò)的料漿分散體經(jīng)過(guò)第二累送回所述攬拌槽，再通過(guò)所述第一累進(jìn) 入所述珠磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)研磨。
[0011] 上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，所述步驟（13)過(guò)程 如下；經(jīng)所述礙磨筒內(nèi)離屯、分離盤(pán)分離，磨珠留在所述礙磨筒內(nèi)繼續(xù)礙磨，所述料漿由于離 屯、甩力，被送至五級(jí)離屯、分離機(jī)進(jìn)行逐級(jí)輕液與重液分離，所述輕液為粒徑較小料漿，所述 重液為粒徑較大料漿，每級(jí)分離的所述輕液流至下一級(jí)離屯、分離機(jī)，所述重液經(jīng)所述第一 累返回至所述珠磨機(jī)循環(huán)礙磨，最后一級(jí)離屯、分離機(jī)分離出的輕液即為納米晶微球添加劑 母液。
[0012] 上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，所述步驟（13)中循 環(huán)礙磨的過(guò)程，通過(guò)控制所述攬拌桶的底閥，珠磨機(jī)的進(jìn)、出料閥口及第一累冷卻水閥口 的開(kāi)度，使整個(gè)珠磨系統(tǒng)保持預(yù)定的回流比。
[0013] 上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，所述步驟（13)中連 續(xù)磨16~20小時(shí)過(guò)程中，每4小時(shí)取樣化驗(yàn)所述納米晶微球添加劑的粒徑，使所述納米晶 微球添加劑粒徑50-150納米達(dá)到50%W上。
[0014] 上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，通過(guò)中央控制器控 制所述料漿的流速、所述珠磨機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證磨料的細(xì)度；所述中央控制器通過(guò)控制物料的 流速和所述珠磨機(jī)的離屯、分離盤(pán)轉(zhuǎn)速，保證磨珠與料漿的分離；所述中央控制器通過(guò)控制 物料的流速和所述離屯、分離機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證每級(jí)輕液與重液的分離，最后保證出料料漿細(xì) 度合格；通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)各物料進(jìn)出量，保證系統(tǒng)物料平衡，使整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0015] 上述的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，其中，所述珠磨機(jī)包括礙 磨筒，所述礙磨筒內(nèi)設(shè)置有主軸，所述主軸上安裝有離屯、分離盤(pán)和攬拌葉輪；所述攬拌葉輪 的數(shù)量為10-15個(gè)，所述多個(gè)攬拌葉輪和離屯、分離盤(pán)依次套設(shè)在所述主軸上，所述離屯、分 離盤(pán)位于所述主軸的尾部，所述多個(gè)攬拌葉輪等間隔依次固定在所述主軸上，所述攬拌葉 輪和主軸的連接傾斜角度為1-15度，所述離屯、分離盤(pán)外側(cè)與礙磨筒內(nèi)側(cè)之間形成與所述 珠磨機(jī)的出口相連的出料腔；所述主軸沿軸向設(shè)有貫穿的開(kāi)口槽，所述攬拌葉輪上沿圓周 方向開(kāi)設(shè)有不同孔徑的圓孔，所述圓孔的孔徑沿徑向由內(nèi)往外依次減小，所述離屯、分離盤(pán) 的直徑大于主軸的直徑且小于攬拌葉輪的直徑。
[0016] 本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果；本發(fā)明提供的納米晶微球修飾電極生 產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，將所制備的一定粒徑的二氧化鋪納米晶微球添加劑加入電解新液 中，使之能均勻穩(wěn)定分散在高溫、高酸的電解液環(huán)境中，在電場(chǎng)作用下對(duì)陽(yáng)極鐵板進(jìn)行修 飾，提高陽(yáng)極鐵板表觀截面積，降低陽(yáng)極表觀電流密度。從而增加電解電流時(shí)，按鐵板面積 計(jì)算的電流密度是提高了，但由于納米晶微球添加劑的作用，實(shí)際表觀電流密度并未提高， 電流效率>98%，在電解過(guò)程能有效提高鐵陽(yáng)極板的表觀表面積。在不用增加生產(chǎn)線(xiàn)，W較 小的投資，提高電解二氧化鋪產(chǎn)品產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)目標(biāo)，各項(xiàng)成本、質(zhì)量等指標(biāo)可控。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1(a)為本發(fā)明納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪電解示意圖；圖1化）為 圖1(a)中A處的局部放大示意圖；圖1(c)為電解過(guò)程Mn化沉積層表面狀態(tài)示意圖；
[001引圖2為本發(fā)明實(shí)施例中納米珠磨系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例中納米珠磨系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中珠磨機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中；
[0022] 1珠磨機(jī) 2離屯、分離機(jī) 3中央控制器 4攬拌槽 51第一累
[0023] 52第二累 6料漿 7水和分散劑 8合格料漿 9管道
[0024] 21 -級(jí)離屯、分離機(jī) 22二級(jí)離屯、分離機(jī) 23S級(jí)離屯、分離機(jī)
[0025] 24四級(jí)離屯、分離機(jī) 25五級(jí)離屯、分離機(jī)
[0026] 41攬拌機(jī)
[0027] 10礙磨筒 11主軸 12離屯、分離盤(pán) 13攬拌葉輪 14皮帶輪
[002引 15軸承箱 16密封件 17珠磨機(jī)入口 18珠磨機(jī)出口
[0029] 31電解槽 32陰極 33陽(yáng)極 34納米晶微球
[0030] 35納米晶微球吸附層 36Mn〇2沉積層
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0032] 本發(fā)明提供的納米晶微球修飾電極生產(chǎn)電解二氧化鋪的方法，包括如下步驟：
[0033] 步驟S1，將一種或幾種鋪氧化物和分散劑投入納米珠磨機(jī)中進(jìn)行礙磨，制得