球形一氧化锰的制备

背景及概述^[1]

锰元素是动物体内的一种微量元素，能激活酶，是机体内多种酶的组成成分。一氧化锰是锰元素的一种安全来源。一氧化锰又称氧化亚锰，是锰化合物中重要的一种，主要用作生产铁氧化体的原料、涂料和清漆的干燥剂、戊醇制造的催化剂、饮料辅助剂、微量元素肥料、冶炼、焊接、织物还原印染、玻璃陶瓷着色和褪色、油脂漂白及电池制造业等。

球形一氧化锰的制备^[1]

用去离子水将氯化锰配成0.1M、柠檬酸铵配成0.05M的A溶液，用去离子水将碳酸钠配成0.1M、氨水配成0.05M的B溶液，打开反应容器的搅拌，投入容器2/3容积的去离子水作为底水，将底水加热到30℃，A溶液以5ml/min的流速加入到反应容器中，B溶液以5ml/min的流速加入到反应容器中，控制PH值为5，反应生成的沉淀溢流到洗涤过滤设备，将沉淀洗涤至杂质含量合格，洗涤水PH在6.5，过滤，滤饼在50℃烘10小时，烘干后过80目筛得纯度为≧99％的球形碳酸锰粉体，把球形碳酸锰放置于气氛炉中，通入1m3/h的氮氢混合气，其中氮气体积80%、氢气体积20%，升温至400℃煅烧15h，合成得球形一氧化锰。

1、本方法制备的一氧化锰是一种密度高、晶型结构完整、颗粒形状为球形或类球形的锰化合物，该锰化合物合成工艺简单、成本低、粒径可以控制，容易实现工业化生产；2、本方法制备的一氧化锰的化学成份和物理性能均可满足锂离子电池材料锰酸锂化学成份和物理性能的要求。

应用^[2-5]

应用一、

电解金属锰广泛应用于冶金、医学、电子、通讯等领域。随着科技的发展，电 解锰的应用不断扩大，市场需求量年增长15%左右。我国电解锰年产能力可达80万 吨，占世界总产量的80%。多年来，我国电解锰大部分用于出口，主要出口日本、韩 国、欧美等国家。电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐，再送电解槽电解析出 的单质金属，电解锰的纯度很高，含锰量大于99.7%以上，因而主要在航空工业、冶 金和有色金属冶炼时使用。

CN201310129268.0报道了一种电解金属锰的生产方法，包括如下步骤：a)将氧化锰矿粉和煤炭混匀烘干后输送到竖直放置的还原炉的顶部进料口自上向下运动；b)将煤气经设置在还原炉下方的热媒气烧嘴喷射燃烧，燃烧产生的高温烟气在还原炉的炉腔内旋转上升；c)还原后的高温一氧化锰通过冷却后经出料装置出料，制得一氧化锰矿粉；d)将一氧化锰矿粉与硫酸进行浸出化合反应，经固液分离得粗制硫酸锰溶液；e)对所述粗制硫酸锰溶液进行净化除杂，将净化后的硫酸锰溶液注入电解槽中电解后获得电解金属锰产品。本发明制取的一氧化锰矿粉可作为生产电解金属锰的替代原料，解决了锰行业对碳酸锰矿的原料依赖，且能大幅降低酸耗和成本。

应用二、

CN201510863458.4报道了一维多孔核壳结构氮掺杂碳包覆一氧化锰复合材料及其制备方法。该复合材料中掺杂有氮，为一维多孔碳包覆一氧化锰核壳结构，一氧化锰呈纳米棒状结构，一氧化锰纳米棒的外层包覆有无定形碳层。本发明采用原位聚合物包覆法辅以煅烧得到氮掺杂碳包覆一氧化锰多孔复合材料，该复合材料制备方法简单新颖、可调节性强；同时，氮掺杂碳也能够存储锂离子，这种巧妙的设计使复合材料比容量超过一氧化锰的理论比容量；另外，该复合材料解决了纯一氧化锰材料导电性差、体积应变大所带来的容量低、衰减快的问题，使得复合材料具有优异的电化学性能、循环寿命和结构稳定性。

应用三、

CN201811404566.5报道了一种一氧化锰/氧化锌负极材料的制备是以高锰酸钾、水、盐酸溶液、二甲基咪唑、聚乙烯吡咯烷酮、甲醇、硝酸锌为原料，分别经过α-MnO2的制备、溶液A的制备、溶液B的制备、溶液C的制备、离心分离、真空干燥、煅烧等步骤制得。本发明电极材料纯度高，可高达99.99%，尺寸小且均匀，颗粒分散性好，不会发生团聚，结构稳定，在制备煅烧过程中无垮塌现象，产品收率高，微观上具有类似立方体的特定结构形貌，有效提高了一氧化锰负极材料电化学稳定性和循环性能，本发明具有优异的储锂性能，在100mA/g电流密度下，循环400次，其首次放电比容量为738mAh/g，循环200次后440mAh/g，充电为439mAh/g，循环400次后561mAh/g，充电为550mAh/g，本制备方法经济简单，操作方便，值得市场推广。

应用四、

CN201811464056.7报道了一种一氧化锰负极材料的制备方法是以高锰酸钾、水、盐酸溶液、二甲基咪唑、聚乙烯吡咯烷酮、甲醇、硝酸锌为原料，分别经过α-MnO2的制备、溶液A的制备、溶液B的制备、溶液C的制备、离心分离、真空干燥、煅烧等步骤。本发明制得的一氧化锰复合电极材料纯度高，纯度可高达100%，尺寸小且尺寸均匀，同时颗粒分散性好，不会发生团聚现象，结构稳定，在制备煅烧过程中无垮塌现象，产品收率高，微观上具有类似纳米立方体颗粒特定结构形貌，有效提高了一氧化锰负极材料电化学稳定性和循环性能；本发明制得的一氧化锰复合电极材料具有优异的储锂性能，氧化锰负极材料在200mA/g电流密度下，首次放电容量达到897mAh/g，循环100次后，容量出现稳步上升，甚至升高到1334 mAh/g。