專利名稱：一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池工業材料，特別涉及一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
背景技術：
鋰二氧化錳電化學體系電池的電性能主要取決于陰極材料二氧化錳，尤其是電池的大負載放電性能和放電容量。現有的技術是以直接電解后的二氧化錳經高溫煅燒改性后投入生產。
目前電池的主要性能與國外同類產品有一定差異，其它工藝水平已差別不大，現有技術的鋰二氧化錳電化學體系電池容易極化，而且單一的二氧化錳其電化學活性不高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足而提供一種提高二氧化錳電化學活性，同時使鋰二氧化錳電池電化學極化降低，提高電池的放電容量的摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，包括γ-MnO2，其特征是還摻有V2O5、SiO2、Bi2O3中的任意一種或任意二種以上的混合物，V2O5、SiO2、Bi2O3中的任意一種或任意二種以上混合時各組分所占重量百分比為V2O50.3～12.5％，SiO20.12～10.0％，Bi2O30.01～6.0％，所述組分重量百分比含量之和為100％，經過混合煅燒而成。
所述的γ-MnO2中摻有V2O5、SiO2和Bi2O3，各組分及其重量百分含量為V2O50.3～12.5％，SiO20.12～10.0％，Bi2O30.01～6.0％，γ-MnO271.5～99.57％，所述組分重量百分比含量之和為100％，經過混合煅燒而成。
所述的γ-MnO2中摻有V2O5、SiO2和Bi2O3，各組分及其重量百分含量為V2O52.0～10.0％，SiO22.0～8.0％，Bi2O32.0～5.0％γ-MnO280.0～94.0％，所述組分重量百分比含量之和為100％，經過混合煅燒而成。
所述的γ-MnO2中摻有V2O5、SiO2和Bi2O3，各組分及其重量百分含量為V2O55.0％，SiO25.0％，Bi2O32.0％，γ-MnO288.0％，經過混合煅燒而成。
本發明的有益效果在于由于鋰二氧化錳電池采用的γ-MnO2呈層狀結構，通過加入非金屬氧化物V2O5、SiO2、Bi2O3調節γ-MnO2、β-MnO2的晶體層狀結構，便于鋰離子更好地插入層狀結構中，從而可以提高二氧化錳在鋰二氧化錳電池中的電化學活性，降低了電池反應的電化學極化，明顯地提高了電池的放電容量和大負載能力。
本發明在γ-MnO2中摻入V2O5、SiO2和Bi2O3，顯著提高了二氧化錳電化學活性，電池的平均放電容量由現有的44.9h、1347mAh，提高到51.6h、1548mAh。
圖1為現有的CR123A電池的部分生產工藝流程圖具體實施方式
下面通過實施例和比較例對本發明作進一步說明，但是本發明不僅限于這些例子。本發明是在現有處理電解二氧化錳工藝的技術基礎上，在高溫煅燒前將V2O5、SiO2、Bi2O3中的任意一種或任意二種以上的金屬氧化物混合到二氧化錳粉末中。
鋰二氧化錳電池的電化學體系為Li|LiClO4+PC+DME+DIOX|MnO2電池電化學反應為
實施例1一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，它由γ-MnO2、V2O5、SiO2和Bi2O3組成，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為V2O51.25％，SiO25％，Bi2O33％，γ-MnO290.75％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品。
將摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳根據現有技術CR123A電池的生產工藝要求組裝CR123A實驗電池，同時對生產正常改性電解二氧化錳做空白對比，見表1。
現有的CR123A電池的部分生產工藝如下1.工藝流程，如圖1所示。
2.二氧化錳熱處理溫度及時間用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理電解二氧化錳24小時；3.正極和粉配方，二氧化錳∶膠體石墨∶乙炔碳黑∶四氟∶酒精＝46.5kg∶1.8kg∶1.7kg∶3.5L∶2L，要求混合均勻。
4.電解液配方1mol/l LiClO4的PC(碳酸丙烯脂)、DME(乙二醇二甲醚)和DIOX(二氧戊環)的混合溶液(其中體積比PC50％、DME20％、DIOX30％)，電液含水量＜0.2mg/ml，每只電池電解液量3.0g。
5.二氧化錳正極極片工藝長度(210±0.5mm)，寬度(24±0.2mm)，重量(6.7-7.8g)。
6.鋰帶負極極片工藝長度(230.5±0.5mm)，寬度(22±0.1mm)。
7.電池容量根據IEC標準(IEC60086-2)放電，即23±2℃條件下100Ω恒阻放電至2.0V。
表1
實施例2一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，它由γ-MnO2、V2O5、SiO2和Bi2O3組成，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為V2O52.5％，SiO20.12％，Bi2O35.7％，γ-MnO291.68％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
將產品根據現有技術CR123A電池的生產工藝要求組裝CR123A實驗電池，電池檢測情況如表2。
表2
實施例3一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，它由γ-MnO2、V2O5、SiO2和Bi2O3組成，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為V2O512.5％，SiO20.3％，Bi2O30.03％，γ-MnO297.17％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
將產品根據現有技術CR123A電池的生產工藝要求組裝CR123A實驗電池，電池檢測情況如表3。
表3
實施例4一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為V2O50.3％，SiO20.12％，Bi2O30.01％，γ-MnO299.57％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例5一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為V2O512.5％，SiO210.0％，Bi2O36.0％，γ-MnO271.5％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例6一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為V2O52.0％，SiO22.0％，Bi2O32.0％，γ-MnO294.0％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例7一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為V2O510.0％，SiO28.0％，Bi2O35.0％，γ-MnO277％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例8一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5，各組份重量百分比為V2O50.3％，γ-MnO299.7％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例9一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5，各組份重量百分比為V2O512.5％，γ-MnO287.5％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例10一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物SiO2，各組份重量百分比為SiO20.12％，γ-MnO299.88％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例11一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物SiO2，各組份重量百分比為SiO210.0％，γ-MnO290.0％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例12一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物Bi2O3，各組份重量百分比為Bi2O30.01％，γ-MnO299.99％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例13一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物Bi2O3，各組份重量百分比為Bi2O36.0％，γ-MnO294.0％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例14
一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、和SiO2，各組份重量百分比為V2O50.3％，SiO20.12％，γ-MnO299.58％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例15一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物V2O5、和SiO2，各組份重量百分比為V2O512.5％，SiO210.0％，γ-MnO277.5％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例16一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為SiO20.12％，Bi2O30.01％，γ-MnO299.87％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
實施例17一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，為在γ-MnO2粉末中摻入非金屬氧化物SiO2和Bi2O3，各組份重量百分比為SiO210.0％，Bi2O36.0％，γ-MnO284.0％；混合后用500℃鼓風干燥箱在375℃條件下處理24小時得產品——摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳。
權利要求
1.一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，包括γ-MnO2，其特征是還摻有V2O5、SiO2、Bi2O3中的任意一種或任意二種以上的混合物，V2O5、SiO2、Bi2O3中的任意一種或任意二種以上混合時各組分所占重量百分比為V2O50.3～12.5％，SiO20.12～10.0％，Bi2O30.01～6.0％，所述組分重量百分比含量之和為100％，經過混合煅燒而成。
2.根據權利要求1所述的一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，其特征是所述的γ-MnO2中摻有V2O5、SiO2和Bi2O3，各組分及其重量百分含量為V2O50.3～12.5％，SiO20.12～10.0％，Bi2O30.01～6.0％，γ-MnO271.5～99.57％，所述組分重量百分比含量之和為100％，經過混合煅燒而成。
3.根據權利要求1或2所述的一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，其特征是所述的γ-MnO2中摻有V2O5、SiO2和Bi2O3，各組分及其重量百分含量為V2O52.0～10.0％，SiO22.0～8.0％，Bi2O32.0～5.0％γ-MnO280.0～94.0％，所述組分重量百分比含量之和為100％，經過混合煅燒而成。
4.根據權利要求3所述的一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，其特征是所述的γ-MnO2中摻有V2O5、SiO2和Bi2O3，各組分及其重量百分含量為V2O55.0％，SiO25.0％，Bi2O32.0％，γ-MnO288.0％，經過混合煅燒而成。
全文摘要
本發明涉及一種電池工業材料。一種摻雜改性的鋰二氧化錳電池用電解二氧化錳，包括γ－MnO
文檔編號H01M10/36GK1619865SQ200410061058
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月8日 優先權日2004年11月8日
發明者王圣平, 代江華, 楊問華 申請人:中國地質大學(武漢)