[发明专利]一种碱锰电池正极材料及其碱锰电池

说明书

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种碱锰电池正极材料及其碱锰电池。

背景技术

碱锰电池，是指以锌为负极、二氧化锰为正极、氢氧化钾溶液为电解液的原电池。碱锰电池是在锌锰电池的基础上发展起来的；相对锌锰电池，其不含有汞、镉等元素，对环境的友好、环保。并且碱锰电池还有具有能重负载、大电流放电、电容量大、低温性能和防漏性能好、性价比高等优点。所以，随着便携式电子产品的快速发展，碱锰电池在各类电子产品中需求越来越大。

目前，碱锰电池正极材料除了活性物质二氧化锰颗粒，还含有导电剂。导电剂一般采用石墨。由于二氧化锰本身为半导体，其导电性能较差，导电剂可以使电流更加流畅的导出。但是，目前碱锰电池的电池容量还有待提高，并且大电流脉冲性能差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中，碱锰电池正极材料容量差、大电池流脉冲性能差；从而提供了一种容量大、脉冲性能好的碱锰电池正极材料。

一种碱锰电池正极材料，其包括二氧化锰、石墨；所述石墨包括第一石墨和第二石墨，所述第一石墨的中值粒径为50～70μm，所述第二石墨的中值粒径为9～20μm，所述第一石墨与第二石墨的质量比为4∶1～2∶3。

本发明的第二个目的是提供一种碱锰电池。

一种碱锰电池，其包括正极、负极、隔板、壳体；所述隔板位于正正极与负极之间，所述正极、负极与隔板均容置在壳体内；所述正极包括本发明所提供的碱锰电池正极材料。

本发明的碱锰电池正极材料，由于采用不同粒径以及特殊配比的石墨作为导电剂，可以大幅提高碱锰电池的单位体积容量，以及碱锰电池的脉冲放电能力。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种碱锰电池正极材料，其包括二氧化锰、石墨；所述石墨包括第一石墨和第二石墨，所述第一石墨的中值粒径为50～70μm，所述第二石墨的中值粒径为9～20μm，所述第一石墨与第二石墨的质量比为4∶1～2∶3。

其中，二氧化锰为碱锰电池正极材料中的活性材料。

本发明的二氧化锰可以采用普通的二氧化锰，还可以采用电解二氧化锰。本发明优选采用电解二氧化锰。

本发明对于二氧化锰的粒径没有特殊要求。在优选情况下，本发明采用中值粒径为30～50μm的二氧化锰。

由于二氧化锰是半导体，本发明中石墨的作用是建立二氧化锰之间的导电网络和增加二氧化锰和集流体之间的导电性。

本发明的石墨可以是天然石墨，也可以是人造石墨，本发明优选天然鳞片石墨。

优选情况下，本发明第一石墨的中值粒径为55～65μm，所述第二石墨的中值粒径为11～13μm。

第一石墨和第二石墨的质量比优选为3∶2～1∶1。

优选情况下，本发明的碱锰电池正极材料还包括添加剂。

添加剂的作用是对二氧化锰实现掺杂，以改善电池的充放电循环的耐放能力以及高温性能等。

常用的添加剂有以下几种系列：Bi系添加剂(例如Bi₂O₃、Bi(NO₃)₃、纳米NaBiO₃)，Ti系添加剂(例如TiO₂、BaTiO₃、SrTiO₃、Ti(OH)₄)，Pb系添加剂(例如PbO₂、Pb(NO₃)₂)等。

本发明的添加剂优选为二氧化钛。二氧化钛还可以改善微环境，有利于电荷的传输，使粒子之间有更好的接触，降低二氧化锰电极的欧姆极化以及电化学极化。

二氧化钛的中值粒径优选为10～30nm。

优选情况下，以碱锰电池正极材料的总重量为基准，所述二氧化锰占84～95wt％，所述石墨占3～15wt％，所述二氧化钛占0.5～2.5wt％。

其中，以碱锰电池正极材料的总重量为基准，所述第一石墨占1～10wt％，所述第二石墨占1～8wt％。