[發明專利]汽車動力電池專用電解二氧化錳的制備方法

有效

• 申請號: 201310546746.8
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103555940A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 覃勝先;吳元花;許雄新;陸云平;黃紹鋒;張亮樂
• 申請（專利權）人: 廣西桂柳化工有限責任公司
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B3/44;C25B1/21
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

技術領域

????本發明屬于電池材料加工領域，具體地說是一種利用低品位氧化錳礦在高溫條件下制備汽車動力電池專用電解二氧化錳的方法。

背景技術

汽車動力電池專用電解二氧化錳是鋰離子可充電池正極材料的原料。鋰離子電池正極材料屬于國家重點扶持的新能源、新材料產于領域。作為鋰離子電池正極材料的錳酸鋰，由于具有高性能、安全性和低成本的優勢，作為一種具有巨大潛力的鋰離子正極材料，近幾年來已引起國內外眾多電池生產廠家的關注。隨著經濟全球化產業結構調整步伐的加速，以及近年來石油價格騰飛和目前嚴格的環境保護要求，開發和使用電動汽車（EV）或混合動力汽車（HEV）在世界各國都得到普遍的重視，國際上各大汽車廠紛紛推出開發電動的計劃。而鋰離子動力電池的研發成為發展電動汽車計劃中的重中之重。事實上近幾年來日本已經開始從中國批量進口EMD成品或半成品用于大規模量產錳酸鋰。預計未來以電解二氧化錳作為原料生產新能源新材料錳酸鋰電池市場缺口較大，供不應求，具有廣闊的市場前景。

目前國內電解二氧化錳的生產主要以碳酸錳礦或氧化錳礦為原料。由于國產低品位碳酸錳礦中碳酸錳含量低（30%以下），碳酸錳礦和硫酸的消耗量都很大，生產成本過高；以氧化錳礦為原料，目前主要采用的工藝方法有還原焙燒高品位氧化錳礦后用硫酸浸取制備硫酸錳溶液或用低品位氧化錳礦與高活性硫鐵礦在酸性條件下發生氧化還原反應法直接浸取制備硫酸錳溶液生產電解二氧化錳。采用還原焙燒高品位氧化錳礦后直接硫酸浸取制備硫酸錳溶液，這一工藝方法，生產工藝流程長、能耗高，生產成本高，而且有環境污染的潛在危機。國內高品位氧化錳市場價格高，而且由于長期的礦山開采高品位氧化錳礦資源相對枯竭，生產難以保障。廣西的氧化錳資源豐富，大部分為礦山開采、選難以處理、廢棄的尾礦渣和低品位氧化錳礦，其特點是金屬錳含量低、雜質含量高，長期以來沒有得到充分開發利用，而且阻礙了礦山的復墾，影響礦山的自然生態平衡。低品位氧化錳礦與高活性硫鐵礦在酸性條件下發生氧化還原反應法直接浸取硫酸錳溶液，生產電解二氧化錳的工藝方法生產工藝流程短、能耗低，生產成本低，經濟效益好。

在專利CN201110116976.1，廣西桂柳化工公開了本發明涉及一種電解二氧化錳的生產方法，包括以下步驟：A制備粗硫酸錳與礦漿的混合液；B對粗硫酸錳與礦漿的溶液進行中和除鐵；C對粗硫酸錳溶液進行三次深度凈化除雜：包括一次凈化除去重金屬、二次凈化除去微量元素鉬、三次凈化除去硫酸鈣和硫酸鎂；D電解；E漂洗：漂洗分為：熱水洗酸、弱堿漂洗、強堿漂洗、熱水洗堿、稀酸反洗和熱水漂洗六個步驟；F磨粉；G摻混，得到電解二氧化錳產品。本發明以低品位氧化錳礦作為主要原料制備硫酸錳溶液，硫酸錳溶液經過深度凈化以后得到高純度的電解液，在不同的電解條件下可分別生產高性能無汞堿性電池專用電解二氧化錳和汽車動力電池專用電解二氧化錳，電解二氧化錳雜質含量低，產品質量高。該發明雖然得到的產品品質質量高，但其存在生產成本太高、制備工藝過程復雜、耗時長、效率低、方法針對性差等問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有汽車動力電池專用電解二氧化錳制備工藝存在復雜繁瑣、制備過程時間長、效率低，方法專一性差等問題，提供一種針對汽車動力電池專用二氧化錳的制備方法。

本發明的方案是通過這樣實現的：一種汽車動力電池專用電解二氧化錳的制備方法，該制備方法步驟包括：

a、硫酸錳浸取：將粒度≥150目的氧化錳礦粉、硫鐵礦粉、工業硫酸按照重量比10000g：800~1500g：1500~2200g的比例投入到浸取反應槽中，在攪拌速度為80~120rpm、溫度為80~90℃的條件下反應1.5~2小時，然后將攪拌速度調為60~70rpm、溫度為85~95℃，同時通入二氧化硫SO₂氣體，氧化錳礦粉與二氧化硫SO₂氣體通入量的比例為10000g：0.5-2.0mol，反應時間為1.0-1.5小時，浸取得到粗制硫酸錳溶漿液；氧化錳礦粉的含錳量為15~17%，硫鐵礦中有效硫含量（重量比）為25%以上。