JPS59182233A - 炭酸マンガンの電池用二酸化マンガンへの酸化方法 - Google Patents

炭酸マンガンの電池用二酸化マンガンへの酸化方法

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JPS59182233A
JPS59182233A JP58053197A JP5319783A JPS59182233A JP S59182233 A JPS59182233 A JP S59182233A JP 58053197 A JP58053197 A JP 58053197A JP 5319783 A JP5319783 A JP 5319783A JP S59182233 A JPS59182233 A JP S59182233A
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manganese dioxide
carbonate
manganese
dioxide
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JP58053197A
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Isao Tanabe
田辺 伊佐雄
Toshie Takizawa
滝沢 利枝
Wataru Sekiguchi
関口 亘
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Toho Zinc Co Ltd
Toho Aen KK
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Toho Zinc Co Ltd
Toho Aen KK
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00Compounds of manganese
    • C01G45/02Oxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
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  • Electrochemistry (AREA)
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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 化学合成二酸化マンカンは、一般にカルバメート法又は
可溶性施塩と可溶性炭酸塩からの沈澱反応によって製造
された重質炭酸マンカンを酸化し、粗MnO2ヲ得てこ
れを稀硫酸などによシ、酸処理し、未反応MnC0,を
溶解し、MnO,品位を高めると共に、生成MnO2’
e活性化して電池用とするか、粗MnO2に酸、胤塩、
及びNa(30,を添加して反応させ、塩素酸塩反応に
よる生成Mn0tを粗Mn0t中の内部表面に取9こま
せ、充填性のよい重質MnO,とすることが行なわれて
いる。(電気化学vol 49 、766頁(1981
))しかしながら、一般にMnCO5の酸化は、空気を
用いて320℃前後の温度で行れ、酸化品位もMn0t
(資)5前後に止シ、反応物中にMnC0,15%前後
を残留し、しかも反応に長時間ヲ要している。
(rwnganjs4:Tij otMr uqes 
by s、ん’fehs 159 ptye、電気化学
vo149.175 (1981) )即ち、現在一般
に行なわれている酸化方法は、酸化品位が低(MnC0
,利用率が低い欠点を有し、更に処理に際して残留Mn
CO5は胤塩として浴出するため、生成MnO,は著し
く軽質となる欠点を有している。更に粗Mn0tを充填
性のよいMn0tとするため、これに酸、胤塩及びNh
C!!Ds tl−添加反応させ重質化処理を行うさい
にも、塩素酸塩反応によるMnO,。
の生成比を大としなければ重質化の程度が低い欠点を有
している。(電気化学vo149□766頁(1981
))これを改善する方法として、カルバメート法による
重質MnC0,を対象とした、4気圧以下の軽加正合湿
酸素を用いる方法がある。(電気化学vol 4976
6頁(1981) )同方法は生成MnO,品位は90
〜91%に達し、残留MnCO3も3〜4%に低下する
すぐれた方法である。しかしながら、同方法は生成Mn
O2のβ型化率の問題は未穆、討で、4気圧以上の加圧
酸素を使用すれば生成MnO2の一部がβ型化する障害
があることを指摘しているに止っている。
この問題については、酸化時の反応圧力と生成MnO,
のβ型化率の関係並びにβ型化率が生成MnO。
の放電特性に及ばず影響は全く研究例がない状態である
ので、この問題を明にすべく研究した。
即ち、発明者らはMn5O+溶液と(NH4)2COs
溶液を攪拌下で並行チャージする方式で得た、第1表に
示すタップ密度2.36のMnCO3を用い、反応温度
としては最適温度とされている325℃を選び酸化用、
酸素ガスの水蒸気分圧は1気圧として、反応圧力と生成
MnO2の品位、並びにβ型化率の関係を反応時間を3
時間に一定して検討した。MnO2のβ型化率について
は、第1表に併記した発明者らが研究したβ型のないア
モルファスMnO,とMn (NOx )tを加熱分解
し、更に脱水して得たβ−Mn02を標準試料とし、M
O管球を用いステップスキャン方式によシ両試料の混合
比率とβ−MnO2ビークの基線上の面積の関係から第
1図に示す検量線を作成して用いる方式でX線回折法に
よって求めた。
第1表 この結果反応圧力と生成Mn0tの品位、生成MnO。
のβ型化率の関係について、第2図に示す結果を得た。
次にβ型化率が5〜25%迄段階的に異る試料おのおの
1009をINHNosで3時間処理し、洗滌乾燥し電
解液として32%znc14.1%NH4cc、水溶液
を用い常法により、合剤中のアセチレンブラック12%
とし、Mn01充填率を249に一定として、Dサイズ
乾電池を作成し、4Ω連続放電試験を行ない、0.85
 V迄の保持時間を求め、電解二酸化マンカンと同一条
件で比較すると共に、β型化率と保持時間の関係を図に
整理した結果は第3図の通りであった0 以上の結果から酸処理前のMn0tのβ型化率と保持時
間の関係は、β型化率旬%迄は殆んど変9はなく保持時
間17〜18時間、放電効率20%〜7y%の範囲で、
電解MnO+の保持時間16.8時間よりすぐれた値を
示した。しかしながらβ型化率20%以上では保持時間
は急激に低下した。即ちβ−Mn02は本来不活性で放
電効率は低いとされているが1.、MnCO3を酸化し
たMnO2については、β型化率20%迄はその影響は
少くとも、きわめて小で問題にしないでもよいとの結果
となりた。これはこの化学合成MnO2の特殊性による
ものと考えられる。
次にふ9かえりて、酸化圧、反応時間と生成MnO2の
品位の関係についてみると第4図の通りでちゃ、5気圧
ではMnO,品位が90%以上に達する必要時間は3時
間であり、一方β型化率は6%であるが20気圧では第
5図に示す通91時間でMnO,88%以上に達し、β
型化率は13%に止ってお夛、シかも含湿酸素によらず
乾燥酸素でも酸化品位は、Mn0t88%以上に達して
いる。更に反応圧力を囲気圧とした場合扛、反応時間’
lr1時間としても生成MnOxは90%以上の品位と
なるがβ型化率も21%に達する結果となった。
以上総合して電池用MnO2を目的とする重質MnCO
5の酸化方法としては、酸化カスとして水蒸気を含有す
る02カス又は、乾燥O,カスを用い、反応圧力4〜2
0気圧(ゲージ圧)の範囲で、反応温度275°’C/
−350℃で実施すべきものと結論される。
第6図に反応圧を15気圧とした含湿02 (PH20
:′UA)によシ酸化時間2時間として反応温度と酸化
生成物のMnot品位とそのβ型化率を示したもので、
この結果から反応温度は275〜350℃範囲とすべき
ことが示された。
本方法はこれ迄研究の全く行れていない方法であシ全く
新規な方法であるということが出来る。
以下率・方法の実施例について述る。
実施例1゜ タップ密度2.58の重質’MnCO510kgを横型
強制攪押力式の円筒状電気炉にチャージし、攪拌下で反
応温度315℃〜325℃で反応圧15気圧で、水蒸気
分圧1気圧の含湿酸素を用いて2時間酸化した。
この結果MnO,品位9065%の下記二酸化マンガン
7.70kgk得た。次にこの二酸化マンガン7.7k
gにlN−HNO31OA’を添加して、反応温度85
℃で1時間処理し水洗乾燥してMnO,93J3%品位
の精製二酸化マンカンフ、39kgを得た。酸化反応物
のMnO2β型化率は12%であシ硝酸処理後の分析値
及び物性値は表1の通りであった。
つぎにこの酸処理試料200gを用い、アセチレンブラ
ック並びに32%ZnClユ、1%NI(4CI2/水
溶液を電解液として、合剤中のアセチレンブラック12
.0%、1ヶ当の二酸化マンカン24gとして乾電池8
ケを作成し、それぞれ4ケ宛を用い4Ω連続放電、4Ω
間欠放電試験を行い、同一条件で作成した電解二酸化マ
ンカン単独使用のものと比較した結果は下記の通シであ
り、0.85Vの保持時間並びに放電効率は、第7図に
示す通り連続放電、間欠放電共に電解二酸化マンカンよ
りすぐれていた。
実施例結果総括 使用MnCO310kg (Mu 46.9%、タップ
密度2.58 )15気圧02(Puzol、0)31
5〜325℃、2時間酸化時の得量7.70に9酸化物
品位及びβ型化率 全Mn 60.7%、MnO290,5%、β型化率1
2%INHNO,処理物の得量及び品位・・・・・・7
.39kl?放電試験結果 A、B12%電解液Znet、 32%、凪α、1%二
酸化マンカン249チャージ 4Ω連続放電 0.85V迄の保持時間 17.8hr
s放電効率          % 比較電解二酸化マンカン16.8 hrs放電効率  
        % 4Ω間欠放電 0.85V迄の保持時間 22.7 h
rs(0,5hr/day)  放電効率      
    %比較電解二酸化マンカン 19.4 hrs
放電効率         % 一実施例2゜ タップ密度2.36の重質MnCO310時を実施例1
と同一の反応器で温度315〜325℃、水蒸気分圧1
.0気圧、全圧5,0気圧(ゲージ圧)の含湿酸素で3
時間攪拌下で反応し、MnO2品位91%の二酸化マン
カンフ、71 kge得た。次にこの酸化物にMnCO
52,2kg ’c添加し、更に7%HNO3101を
添加攪拌し75℃に昇温し、粉末Naノs 9009 
f 75℃を保持しつつ添加した。添加後さらに2時間
攪拌後濾過水洗し100℃で乾燥し、9.40 kgの
重質化二酸化マンガンを得た。
酸化反応時のβ型化率、重質化二酸化マンカンの品位及
び物性は下記の通りであった。
なお、重質化二酸化マンカンの2009’を分取し、ア
セチレンブラックを混合し、32%ZnC4、1%NH
4CL電解液を用い、合剤中のアセチレンブラック含有
率12%となる如く合剤を作り、1ヶ当り二酸化マンカ
ン充填量24gとなる如く8ケの乾電池を製作し、同一
条件で乾電池とした電解二酸化マンカンと4Ω連続放電
並びに間欠放電特性を比較した結果は下記の通りであり
、この合成重質化二酸化マンガンは電解品よりもすぐれ
た特性を示し、またクロレート反応によるMnO2の生
成比は約20%であるが電解品より大きなタップ密度に
達した。
実施例2.結果総括 使用MnC0B 10 kg (Mn46.8%、タッ
プ密度2.36)5気圧(Puto 1.0 ) 02
での3時間酸化(315〜325°C)による酸化物得
量、品位及びβ型化率 得量7.71kg、MnO291,0% β型化率6%
MnCO5(Mn 46.8%)2.2kl?、7%H
N0,10 l添加、NaC10,900g添加反応後
の得量及び品位物性 放電試験結果 A、B12%電解液ZnCLL32%、NH4CJ、 
i%二酸化マンカン24Nチャージ 4Ω連続放電       17.9 hrs比較電解
二酸化マンカン  16.8 hrs4Ω間欠放電  
     22.8 hrs比較電解二酸化マンカン 
 19.2 hrs
【図面の簡単な説明】
第1図はβ−MnOt混合比とに−へに於るβ−Mr1
0tピークの面積の関係、第2図はMnCO3の酸化圧
力と生成物のMnot%及びβ−M1102相当含有量
の関係(反応時間3時間)、第3図はβ−Mn02%と
Dサイズ乾電池の4Ω連続放電の保持時間との関係、第
4図は5気圧での酸化時の反応時間とMnO2品位及び
β化率を示す。(PH201,0気圧、320℃)第5
図は乾燥酸素による酸化時の反応時間1時間での酸化圧
力と胤0□品位及びβ化率(320℃)、第6図は15
気圧での酸化時の酸化温度とMn01品位及びβ化率(
PH201,0気圧、反応時間2時間)、第7図はZn
CnC型Dサイズ乾電池の4Ω連続及び4Ω間欠(0,
5Hr/da7)放電の放電性能(24gチャージ) :〕17;/ノシ) 7−sno、、/” イ3a /3−Mn0−〆一 12品 6       /6       jLO、31)ル
 −− プ4U 手続補正書(自発) 、2−/ 昭和58年5月H日 特許庁長官 若 杉 和 失敗 1、事件の表示  特願昭58−53197号2、発明
の名称  炭酸マンガンの電池用二酸化マンガンへの酸
化方法。 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所    東京都中央区日本橋3−12−2名 称
    東邦亜鉛株式会社外−名4、代 理 人 図面の簡単な説明の欄、及び明 利害添付の図面の第3図、第4 図、第6図、第7図。 6、補正の内容 明細書中、下記の個所の記載は不備4つくので補正しま
す。 (1)  明細書第2頁5行目の「行れ」を「行なわれ
」に、又6行目の「止り」を「止まり」にそれぞれ補正
します。 (2)  明細書第2頁下から5行目の「行う」を「行
なう」に補正します。 (3)  明細書第3買上から7行目の1止っている」
を「止まっている」に、又11行目の「明にすべく」を
「明らかにするべく」に、又14行目の「密度」を[密
度(’i’、D)Jにそれぞれ補正します。 (4)  明細書第4頁下から7行目の「異る」を「異
なる」に補正します。 (5)  明細書第5買上から2行目の「間の関係を」
を「間及び放電効率との関係iに、又6行目の「保持時
間17〜18時間」を「保持時間18.5〜19時間」
に、父上から1行目の「止っており」を「止まっており
」にそれぞれ補正します。 (6)  明細書第6買上から10行目の「実施すべき
もの」を「実施するべきもの」に、父上から7行目の「
範囲とすべき」を「範囲とするべき」に、又下から5行
目の「行れていない」を「行なわれていない」に、父子
から3行目の「述る」を「述べる」にそれぞれ補正しま
す。 (7)  明細W第7頁上から9行及び10行目におい
て「表1の通りであった」とあるのを「下記の実施例1
.結果総括に示した。」と補正します。 (8)  明細書第7頁下から3行目の「下記の通り」
を「下記の総括に示した通り」に補正します。 (9)  明細書第1頁上行目の「実施例結果総括」を
「実施例1.結果総括」に補正します。 (IQ  明細書第8頁13行から20行までの記戦を
次のように補正します。 4Ω連続放電  0.85V迄の保持時間  19.0
hrs放電効率     72.6% 比較電解二酸化マンガン   16.8hrs放電効率
     70,2% 4Ω間欠放電   0.85■迄の保持時間   22
.7hrs(0,5br/day)  放電効率   
   89.3%比較電解二酸化マンガン  19.4
 hrs放電効率     79.7% 収り 明細書第9買上から12行目の「下記の通りであ
った」を「下記の実施例2.結果総括に示した」に補正
します。 tlB  明細書第9頁下から1行目の「下記の通り」
を「下記の総括に示した通り」に補正します。 α謙 明細書第11頁上から6行目の「保持時間との関
係」を「保持時間及び放電効率との関係」に補正します
。 I 明細書添付図面中第3図、第4図、第6図、及び第
7図を別紙添付図面の通りそれぞれ補正します。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重質炭酸マンカンの電池用二酸化マンガンへの酸化方法
    として、水蒸気を含有する酸素ガス又は乾燥酸素カスを
    使用し、反応条件として全圧4気圧以上(ゲージ圧)2
    0気圧以下の反応圧で、反応温度275℃から350℃
    範囲で反応させ、MnO288%以上で、しかも生成M
    nO2のβ型化率を四%以下とする電池用化学合成二酸
    化マンガンを目的とする炭酸マンカンの酸化方法。
JP58053197A 1983-03-29 1983-03-29 炭酸マンガンの電池用二酸化マンガンへの酸化方法 Pending JPS59182233A (ja)

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JP58053197A JPS59182233A (ja) 1983-03-29 1983-03-29 炭酸マンガンの電池用二酸化マンガンへの酸化方法
BE0/212647A BE899270A (fr) 1983-03-29 1984-03-28 Procede de production de dioxyde de manganese synthetise par voie chimique.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428393A (en) * 1987-07-03 1989-01-30 Varta Batterie Production of plastic bonded gas diffusion electrode having manganese catalyst based on mn2o3 xmn5o8
JPH01131029A (ja) * 1987-11-13 1989-05-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウム二次電池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5777030A (en) * 1980-10-29 1982-05-14 Isao Tanabe Manufacture of manganese dioxide
JPS5815035A (ja) * 1981-07-13 1983-01-28 Isao Tanabe 重質二酸化マンガンの製造法
JPS5983938A (ja) * 1982-11-05 1984-05-15 Toho Aen Kk 二酸化マンガンの製造法
JPS59102822A (ja) * 1982-12-02 1984-06-14 Chuo Denki Kogyo Kk 二酸化マンガンの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5777030A (en) * 1980-10-29 1982-05-14 Isao Tanabe Manufacture of manganese dioxide
JPS5815035A (ja) * 1981-07-13 1983-01-28 Isao Tanabe 重質二酸化マンガンの製造法
JPS5983938A (ja) * 1982-11-05 1984-05-15 Toho Aen Kk 二酸化マンガンの製造法
JPS59102822A (ja) * 1982-12-02 1984-06-14 Chuo Denki Kogyo Kk 二酸化マンガンの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428393A (en) * 1987-07-03 1989-01-30 Varta Batterie Production of plastic bonded gas diffusion electrode having manganese catalyst based on mn2o3 xmn5o8
JPH01131029A (ja) * 1987-11-13 1989-05-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウム二次電池

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