[其他]电池级二氧化锰电化学活性的快速测定法

说明书

用于锌-锰干电池的二氧化锰电化学活性的快速测定。目前，干电池生产厂家对电池正极二氧化锰配方和电池早期质量检测在很大程度上仍受尝试法限制，预测配方的合理性和电池质量，都采用试验电池放电法，此法消耗大，评价周期长，加上试验电池制造要受工艺条件影响，与实际生产相关性差。（P.G.A法）脉冲恒流分析器法（《干电池技术通讯》，78年第8期，P.90）相关性较好，但使用仪器昂贵，操作步骤复杂，需要时间长。用化学分析法和用物理法如：X-射线衍射、电子显微镜等测定法，尽管有了一定进展，但远不能适应评价二氧化锰活性的要求。目前，还没有简便的、可实用的定量鉴定电池级二氧化锰的方法。

本发明的目的是提出一种对电池级二氧化锰和锌-锰干电池正极混合料电化学活性进行快速、简便的定量测定方法。本发明采用恒电位二步极化法求得特征因子I⁰，通过经验公式计算，可以求出单-二氧化锰或多种二氧化锰混合物的活性。操作仅需常规仪器，结果误差小，测试时间短。

电池级二氧化锰电化学活性快速测定步骤

I、预制测试样品

1、单-二氧化锰粉：取二氧化锰粉样品75-85%，石墨15-25%，混匀，按25ml/100g（配料），加入电解液（每升电解液含200gИH₄Cl和220gZnCl₂，PH＝8.4，Be⁰＝16，以下电解液与此相同）搅拌后放置24小时以上，然后放入压模，在适当压力下，最适压力为500Kg/cm²，压成薄片。试 样薄片厚度0.8-1.2mm，最适为1mm，然后立即放入密封容器内，最好随压随用。

2、多种二氧化锰粉混合物：配制或取已配制好的多种二氧化锰粉混合料（可直接从生产线上取样）同步骤1制成薄片。

Ⅱ、将压制好的单一或多种二氧化锰粉混合物试样放入电解池底部凹处，凹处起码有一个，凹处形状、大小与压制成型的试样相当，并用导体将试样与仪器相连接，在25°±2℃恒温条件下，放置2小时。

Ⅲ、对已制备好的试样进行二步极化并绘制I-t（电流与时间）曲线。

1、用适当仪器进行试样极化与绘制I-t曲线比如用恒电位仪与函数纪录仪等。

2、打开恒电位仪，将试样相对于饱和和甘汞参比电极150mV阴极恒电位极化若干分钟，最好10分钟，使二氧化锰试样预置到一个特定状态。

3、然后相对于饱和甘汞参比电极300mV，对试样阳极恒电位极化若干分钟，最好10分钟。

4、在试样阳极极化同时打开函数纪录仪，绘制I-t曲线。

Ⅳ、把测试得到的I-t曲线用计算机拟合或从I_t＝500秒处直接读出具有电流量纲的特征因子I⁰，并根据二氧化锰的含量计算相对应的（即特定）实际干电池的连放时间。

t＝（0.3+C）〔M+19.75（I⁰-α）+1.95（I-b）²〕

t：为干电池连放时间 C：样品中MnO₂百分含量

M：为与电池型号和实验装置有关的常数

α、b与I⁰数值有关的因数，当I⁰＜10，α＝b＝5;当10＜I⁰＜15，α＝5，b＝6.5，以对比电池R₂₀为例：

t＝（0.3+C）〔300+19.75（I⁰-α）+1.95（I⁰-b）²〕

本发明方法测试时间小于3小时，比目前工厂尝试法测试，即用样品制成干电池再测试显然耗费人力、物力、时间要少得多。而且数据重现性好，与对比干电池实际放电时间相比，误差≤5%，并且操作简便。为工厂大规模生产预测原料配方和电池质量检测提供了确实依据，缩短了评价周期，对控制电池质量，提高生产效率起一定的积极作用。

实例（一）、（二）是用国产花垣三级、建水二级作单-锰粉测试

1、取国产花垣三级及建水二级单二氧化锰粉样各16g，土状石墨各4g，分别在盛具中充分混和，然后将混和好的配料置入烧杯中，按25ml/100g（配料）加入电解液，用玻璃棒充分搅拌，浸润24小时。

2、用牛角匙取烧杯中的配料放入模具，放入量以与模具平为准，在油压机上，在500Kg/cm²压力下，压制2次，成型，然后从模具中取出，其厚度为1mm，放入密封小盒（以免干燥），备用。