提高电解二氧化锰阳极电流效率的研讨

张文山!，刘荣义"，梅光贵"，钟竹前"!

（!#中南大学资环建学院；"#中南大学冶金科学与工程系，湖南长沙$!%%&’）

摘要：论述了电解二氧化锰阴、阳极的电化学反应并进行了热力学计算。阐明提高电解()*"电流效率的途径以及介绍了电解()*

的技术条件。

关键词：电解()*"；电化学反应；电流效率

中图分类号：+,!!!#-"文献标识码：.文章编号：!%%"/$’’0（"%%!）%$/%%%&/%’

自!&00年12345)362发明了用二氧化锰作为去极化剂的锌—二氧化锰体系的湿电池，较有效地解决了电极极化问题。!&&0年7588)29又将这种原电池体系改进成为干电池，使其应用范围大大扩展了。由于锌锰干电池具有能量密度适中、贮存性能优良、价格低廉、生产过程易于机械化等一系列优点，因而得到了迅速的发展。

!:!&年;5).98<542和(5=39发表了第一篇用电解硫酸锰溶液的方法制取电解二氧化锰的研究报告，并指出使用电解二氧化锰作为去极化剂，可以显著地增加干电池的放电容量。

"%世纪’%年代后期，美国>?9@288电池公司开始生产电解二氧化锰应用于本公司生产的电池，这是美国也是全世界第一家以工业规模生产电解二氧化锰的工厂。

我国!:0-年!%月湘潭电化厂’%%AB5电解二氧化锰率先投入生产。目前该厂已发展至年产$万A 电解二氧化锰，且产品质量与产量在国内名列前茅，已达到世界先进水平。

!电解()*"阴、阳极过程的电化学反应

!#!阴极过程

电解二氧化锰一般采用碳棒作阴极，个别厂家采用纯铜板作阴极。在负电极化下，主要发生析氢反应。

"C D D"2E C"（@）（!）当FC

E!%%G5，!"-E%/%H%-:!FC

!!%%E%/%H%I!FC

即温度由"-J上升至!%%J析氢反应（!）的析

出电位变负，而且是随着FC值的增加而变负。

关于(2K*

/C"K*$/C"*系酸性硫酸盐溶液中的FC，我们曾推导如下计算公式：

!%FC%?!%/"FC D｛!D!%FC%［［K*"/$］!/［C D］!］｝?!%/FC/［C D］!E%（"）

式中"-J时FC%

E!H:!%，&%J时FC%&%E"HI’& !%%J时FC%!%%E’H%:!

［K*"/

］

E［(2K*$］D［C"K*$］，LM4B1

［C D］

E"［C"K*$］，LM4B1

根据（"）式绘制了(2K*

/C"K*$/C"*系的

［C D］

—FC图，见图!。

图!"#$%

’()$%&’()%系的［(*］!—+(图

由图!可知，增大［K*"/

］

，升高温度，FC%增大

以及降低［C D］

，溶液的FC值增大。

第!:卷第$期"%%!年!!月

中国锰业

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!收稿日期："%%!/%:/"-

作者简介：张文山（!:0"/），男，河南省社稷县人，副教授，博士。

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