Electrodo de MnO₂ para baterías de zinc-manganeso

Electrodo de MnO₂ para baterías de cinc-manganeso - TOB-ZM-C

Dióxido de manganeso sobre malla de acero inoxidable, 24 o 48 mg/cm², capacidad específica de 220 mAh/g, cortado a su medida

Descripción general del producto y aplicaciones ideales

Un cátodo de dióxido de manganeso hecho a medida para celdas de cinc-manganeso y cinc acuoso: material activo de MnO₂ sobre un colector de malla de acero inoxidable, recubierto a 24 o 48 mg/cm² y cortado según su plano. En la lámina estándar de 90 por 76,5 mm, el electrodo tiene un grosor de 0,24 mm, contiene 1600 mg de material activo sobre 68 cm² y suministra 400 ± 50 mAh a una descarga de 0,73 mA/cm², con una densidad calculada de 220 ± 20 mAh/g.

La malla es la razón para elegir este formato en lugar de una lámina metálica delgada. Ancla el recubrimiento en toda su superficie en vez de dejarlo reposar sobre una superficie plana, y deja una tira de metal al descubierto en uno de los bordes donde se suelda una pestaña en lugar de prensarla sobre el dióxido de manganeso. La resistencia de cuatro puntos es de 3 ± 0,5 Ω frente a 50 ± 10 Ω en la de dos puntos, siendo la diferencia el contacto de las sondas; la absorción de electrólito es de 0,55 ± 0,05 g/g tras 24 horas en ZnSO₄ 2M. El mismo proceso de fabricación se aplica a otras químicas: electrodo catódico de LMFP sobre lámina de aluminio recubierta de carbono para celdas no acuosas, personalización de electrodos para baterías de metal-aire para cátodos de aire, y electrodo de batería personalizado para celdas de iones de litio y supercondensadores para trabajos con litio y supercondensadores.

Es únicamente el cátodo: no se suministra ánodo de cinc, separador ni electrólito, la capacidad se cita a una sola densidad de corriente, y cualquier tamaño fuera del catálogo se cotiza a partir de su plano en lugar de almacenarse en stock.

Ideal para:

• Evaluación de cátodos para sistemas de cinc-manganeso y cinc acuoso, donde el electrodo debe ser comparable entre lotes
• Ensamblaje de celdas tipo botón a 12 o 24 mg/cm² en un disco que encaja en una cápsula 2032 sin necesidad de recortar
• Láminas de una sola cara para celdas tipo pouch o de prueba a medida construidas según su propia geometría
• Estudios de electrólitos y separadores, manteniendo fija la química del electrodo
• Un electrodo de referencia con respecto al cual se juzga un nuevo polvo de MnO₂, aglomerante o aditivo conductor

Cuatro láminas con el área de MnO₂ recubierta y la malla de acero inoxidable sin recubrir expuesta a lo largo de un borde, donde se suelda la pestaña y donde se apoya una sonda de cuatro puntos.

Cuéntenos su aplicación, especificaciones requeridas, cantidad y país de entrega. Nuestro ingeniero le confirmará el producto o la configuración adecuados.

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Especificaciones completas

A continuación se presentan dos tablas que responden a preguntas diferentes. La primera corresponde a la lámina medida: cada valor incluye su método de prueba al lado, de modo que pueda repetir la medición en su propio laboratorio. La segunda es el catálogo de formatos, donde encontrará el tamaño y la carga que desea solicitar.

1. Parámetros técnicos del electrodo

Estos son los valores para la lámina de 90 por 76,5 mm a 24 mg/cm². Cada fila indica el instrumento o método utilizado para obtenerlo, lo que hace que la tabla sea verificable y no una mera afirmación.

2. Tamaños y cargas disponibles

El catálogo a continuación muestra la gama estándar. Una dimensión entre paréntesis, como en 25 por (25 + 10) mm, es un área recubierta más la lengüeta de malla desnuda que se deja para el contacto; el número fuera del paréntesis es el tamaño de corte completo.

Los tamaños fuera de esta lista se cotizan a partir de su plano. Cuando solicite una hoja personalizada, proporcione el área recubierta y la tolerancia de la lengüeta por separado, porque así es como se corta el electrodo y cómo se calcula el peso del material activo.

Estructura y materiales

El electrodo es un compuesto y vale la pena nombrar las tres capas por separado porque cada una falla de manera diferente. El material activo es dióxido de manganeso. El colector de corriente es una malla de acero inoxidable, no una lámina. El recubrimiento es una suspensión de MnO₂ distribuida uniformemente, y la palabra uniformemente hace todo el trabajo en esa frase: un electrodo que mide 24 mg/cm² en total pero varía en su superficie se comportará como un material peor de lo que es.

Las masas en la hoja de datos permiten ver la composición sin un análisis separado. El recubrimiento pesa 2,4 g, de los cuales 1600 mg son material activo, por lo que el dióxido de manganeso representa aproximadamente dos tercios del recubrimiento en peso, siendo el resto el aditivo conductor y el aglutinante que lo mantienen unido y sobre la malla. Esa proporción es el compromiso habitual en un cátodo de zinc acuoso: más material activo significa más capacidad por gramo de electrodo, menos aditivo significa mayor resistencia y menor adhesión.

La malla en sí pesa 2,2 g en los mismos 68 cm², lo que con un grosor total de 0,24 mm deja el recubrimiento en el rango de una décima de milímetro en cada cara una vez restada la malla. Esto es lo suficientemente delgado como para que la ruta de los iones a través del recubrimiento sea corta y lo suficientemente grueso como para que valga la pena medir la carga areal en decenas de miligramos por centímetro cuadrado.

Lo que se afirma que la estructura ofrece se desprende de esas tres partes: transporte de electrones estable porque la malla transporta corrente en toda la superficie en lugar de desde una sola lengüeta, buena adhesión entre el material activo y el colector porque la suspensión está encajada en las aberturas de la malla en lugar de apoyarse en una superficie plana, y rendimiento electroquímico consistente porque la carga está controlada en lugar de estimada. Esas son las afirmaciones; los doce valores medidos en esta página son contra los que debe verificarlas.

Características clave de ingeniería

• Medido, no nominal. Doce parámetros, cada uno con el instrumento o método al lado: multímetro, probador de resistencia interna, medidor de espesor, balanza electrónica, regla. Un comprador puede repetir cada uno de ellos al recibirlos con el equipo que un laboratorio de baterías ya posee.
• Se cotizan dos resistencias, porque una de ellas es la sonda. 50 ± 10 Ω a dos puntos frente a 3 ± 0,5 Ω a cuatro puntos. La diferencia es la resistencia de contacto en la punta de la sonda, y la cifra de cuatro puntos es la que describe el electrodo en lugar de la medición.
• Colector de malla con una tira de lengüeta desnuda. Malla de acero inoxidable en lugar de lámina, sin recubrir a lo largo de un borde para poder soldar una lengüeta y permitir que una sonda se apoye en el metal en lugar de en el dióxido de manganeso.
• Dos cargas a partir de un proceso. 24 y 48 mg/cm², en los mismos formatos, de modo que se pueda realizar una comparación de tasa frente a capacidad sin cambiar nada excepto el electrodo.
• Absorción de electrolito medida en el electrolito que importa. 0,55 ± 0,05 g/g después de 24 horas en 2M ZnSO₄, que es un sulfato de zinc acuoso suave en lugar de agua. El número predice el humectado en una celda real en lugar de en un vaso de precipitados.
• Capacidad cotizada a una densidad de corriente declarada. 400 ± 50 mAh por electrodo a una descarga de 0,73 mA/cm². Sin ese número, una cifra de capacidad no significa nada, por lo que está en la misma fila que el método.
• Fabricado según su plano. El tamaño, la carga y el espesor están abiertos, desde hojas de 90 por 76,5 mm hasta piezas de 10 mm y discos para celdas tipo botón a 12 y 24 mg/cm². El catálogo es un punto de partida, no un límite.

Por qué la carga, la malla y el número de cuatro puntos determinan el resultado

El dióxido de manganeso es un mal conductor electrónico, y la reacción de descarga ocurre solo donde se encuentran tres cosas: el dióxido de manganeso, el electrolito y una ruta para los electrones. Cada decisión de diseño en este electrodo es un compromiso entre cuánto del primero puede empaquetar y qué tan cortas puede mantener las rutas hacia los otros dos. Es por eso que la hoja se cotiza a dos cargas en lugar de a una, y por qué la resistencia se cotiza de dos maneras.

Duplicar la carga de 24 a 48 mg/cm² duplica el dióxido de manganeso detrás de cada centímetro cuadrado, por lo que duplica aproximadamente la capacidad areal, y también duplica la distancia que un ion tiene que recorrer para alcanzar el dióxido de manganeso en el medio del recubrimiento. Por lo tanto, la capacidad por gramo disminuye a medida que aumenta la carga, y una hoja que se ve mejor sobre la base de mAh/cm² puede verse peor sobre la base de mAh/g. Tener ambas cargas en el mismo formato significa que puede trazar ese equilibrio con un solo material y un solo proceso, en lugar de adivinar si una diferencia provino del polvo o del peso del recubrimiento.

La malla es el segundo compromiso. La corriente debe pasar de la lengüeta al recubrimiento, y en una lámina lo hace a través de una hoja delgada de metal bajo una capa resistiva; en una malla lo hace a través de una cuadrícula que está en contacto con el recubrimiento en toda su cara, lo que distribuye la densidad de corriente y acorta la ruta en el plano. La tira desnuda que queda en un borde es parte del mismo argumento: una lengüeta soldada al metal es una unión, mientras que una lengüeta presionada sobre el recubrimiento es una resistencia de contacto que crece con cada ciclo.

Vale la pena entender las dos cifras de resistencia antes de comparar proveedores. La medición a dos puntos empuja la corriente a través de la sonda, el recubrimiento y la malla y lee toda la trayectoria, por lo que a 50 ± 10 Ω está midiendo principalmente el contacto entre la punta de la sonda y una superficie rugosa de dióxido de manganeso. La medición a cuatro puntos separa la ruta de corriente de la ruta de voltaje, por lo que a 3 ± 0,5 Ω describe el electrodo. Un proveedor que cotiza solo el número de dos puntos está cotizando algo que depende de la sonda, y dos proveedores que cotizan números de dos puntos no se pueden comparar a menos que hayan usado la misma presión de punta.

Una absorción de electrolito de 0,55 g/g significa que el recubrimiento retiene un poco más de la mitad de su propio peso en 2M ZnSO₄ después de un día de remojo. En la práctica, ese es el número que se usa dos veces: una vez como estimación del volumen de poros que el recubrimiento ofrece a la reacción, y otra vez como una cifra de dosificación cuando se decide cuánto electrolito poner en una celda tipo botón. Una celda dosificada bajo el supuesto de un electrodo seco sufrirá de escasez, y la escasez se manifiesta como una capacidad que se desvanece en los primeros ciclos en lugar de como un número bajo en el primer ciclo.

Lo que estos números no le dicen es cómo cicla el electrodo. La capacidad se cotiza a una densidad de corriente, 0,73 mA/cm², en una celda ensamblada; ese es un solo punto en una curva de tasa, no una meseta. La estabilidad de ciclo depende del ánodo de zinc, el separador, el volumen de electrolito y la profundidad de descarga que elija, ninguno de los cuales son propiedades de la hoja de cátodo. La hoja de datos está diseñada para que el electrodo pueda mantenerse constante mientras se varían esos factores, lo que es la única forma en que una comparación entre electrolitos tiene sentido.

Verificaciones de entrada, manipulación y almacenamiento

1. Qué comprobar al recibir

El propósito de cotizar doce parámetros medidos es que pueda verificarlos. Estos cinco toman unos diez minutos y detectan casi todos los problemas:

1. Espesor, con un medidor, frente a 0,24 ± 0,01 mm.
2. Peso total y peso del recubrimiento en una balanza, frente a 4,5 ± 0,2 g y 2,4 ± 0,1 g.
3. Área con una regla, frente a 68 ± 2 cm².
4. Densidad areal, dividiendo el peso del material activo por el área, frente a 24 ± 1 mg/cm².
5. Resistencia de cuatro puntos con un probador de resistencia interna, frente a 3 ± 0,5 Ω.

Compare con las tolerancias de la primera tabla en lugar de con una sola lectura, porque una hoja de 4,4 g y una de 4,6 g están ambas dentro de la especificación.

Si un lote se va a utilizar para una comparación con un lote anterior, registre los cinco valores para ambos en lugar de limitarse a anotar que el nuevo pasó. Una desviación dentro de la banda de tolerancia sigue siendo una desviación, y es la explicación habitual de una diferencia de capacidad que nadie puede explicar.

2. Manipulación, corte y ensamblaje

• Manipule la tira de malla, no el recubrimiento. La tira desnuda en el borde está para ser agarrada. Los dedos en la cara recubierta dejan aceites que alteran la humectabilidad, y la marca aparece más tarde como un punto seco en la celda.
• Cortar sin marcar pliegues. Tijeras, una matriz o un troquel funcionan; doblar no. Un pliegue en un revestimiento con soporte de malla de 0,24 mm agrieta el recubrimiento a lo largo del doblez, y la grieta es donde el electrodo se deslamina.
• Dejar un margen para la lengüeta. Al cortar un tamaño personalizado, deje la tira de malla desnuda que el formato define como la dimensión entre corchetes, y mantenga el mismo margen en cada muestra para que el área recubierta permanezca constante en toda una serie.
• Humedecer antes de ensamblar. Un recubrimiento que no ha absorbido electrolito se comporta como una película resistiva durante los primeros ciclos. La cifra de absorción de 0,55 g/g se mide después de 24 horas de remojo; un remojo más corto es un experimento diferente y, si lo acorta, acórtelo de la misma manera cada vez.
• Pesar la celda por separado del electrodo. Debido a que el peso del electrodo se cotiza con una tolerancia de 0,2 g y la capacidad se normaliza por electrodo, registre el peso real de cada hoja que utilice en lugar del nominal.

3. Almacenamiento y seguridad

Almacene las hojas secas y planas, en una bolsa sellada, lejos de vapores de solventes. El dióxido de manganeso en sí es estable en el aire, pero el recubrimiento es un compuesto poroso con un aglutinante en su interior, y un recubrimiento que ha absorbido humedad de la habitación se comporta de manera diferente en el primer ciclo que uno seco. Lleve las hojas a la guantera o sala seca antes del ensamblaje en lugar de abrir la bolsa en el banco de trabajo.

El corte genera polvo de dióxido de manganeso, por lo que debe cortar en un lugar ventilado o en una campana extractora, usar guantes y una máscara contra el polvo, y limpiar el banco de trabajo después. El electrolito utilizado con este electrodo es sulfato de zinc acuoso suave en lugar de una sal de litio en disolvente orgánico, lo que facilita la manipulación en comparación con una celda no acuosa; sin embargo, el sulfato de zinc sigue siendo un producto químico que debe manipularse según su propia ficha de datos de seguridad en lugar de por hábito. El electrodo se suministra como un componente, no como una celda certificada; nada en esta página debe interpretarse como una declaración de conformidad para una batería ensamblada.

Sistema de calidad, procedencia de la tecnología y proyectos entregados

Sistema de calidad y estado de certificación

TOB NEW ENERGY cuenta con la certificación ISO 9001 bajo el certificado 3050260408100Q, con fecha 8 de abril de 2026 y válida hasta el 7 de abril de 2029, con las normas ISO 14001 (305026082585E) e ISO 45001 (305026082584HS) implementadas para la gestión de seguridad ambiental y ocupacional. El alcance certificado es más importante de lo habitual para un producto como este, porque abarca materiales de batería y tecnologías de baterías, así como maquinaria: investigación, diseño, fabricación, venta, importación y exportación de máquinas de laboratorio, de líneas piloto y de líneas de producción, junto con materiales de batería y tecnologías de baterías, incluida la tecnología de electrodos secos, y la ejecución de proyectos de líneas de producción de baterías y supercondensadores. Una hoja de electrodo es un material, y el sistema de calidad que la rige es aquel que menciona explícitamente los materiales.

El marcado CE no se aplica a una hoja de electrodo de la manera en que se aplica a una máquina, y preferimos decirlo claramente antes de dejar que el logotipo de un certificado implique algo sobre un producto químico. Las máquinas de la gama llevan el marcado CE cuando han sido evaluadas; este electrodo no lo lleva, y la cuestión de su conformidad se basa en la documentación del material en la hoja de datos, no en una directiva. Por separado, TOB ha sido evaluado en las instalaciones por SGS (informe 19520939_T) y TUV (informe 493330274_T) a través de la verificación de proveedores de Alibaba.com; dichos informes atestiguan la fábrica y su capacidad, no la conformidad de ningún producto individual.

Procedencia de la tecnología

La Dra. Dany Huang, fundadora de TOB NEW ENERGY, posee 55 patentes chinas: 5 patentes de invención concedidas, 45 modelos de utilidad y 5 solicitudes publicadas, que abarcan estructuras de celdas, diseños de celdas y manipulación de gases. La cartera pertenece al lado de las celdas del negocio, que es el lado que decide lo que un electrodo debe hacer; no es una cartera de patentes de recubrimiento de electrodos, y nada de esto debe interpretarse como una patente que cubra esta hoja. El registro es público y se puede consultar entrada por entrada: las 55 patentes chinas propiedad de Dany Huang.

Uso revisado por pares

TOB NEW ENERGY aparece mencionada en 707 artículos revisados por pares indexados hasta la fecha como el proveedor del equipo o los materiales utilizados en el trabajo, y 70 de esos artículos mencionan un producto específico de TOB, siendo el más frecuente la crimpadora de pilas de botón TOB-DF-160. Ninguno de ellos menciona todavía este electrodo de dióxido de manganeso. Lo que respalda el registro es que los laboratorios que publican sobre trabajos de celdas y electrodos compran materiales y equipos de TOB y los acreditan en sus secciones de métodos, no que esta lámina en particular haya sido caracterizada impresas; cuando aparezca un artículo que la cite, se incluirá aquí con su DOI.

Líneas de producción entregadas

TOB construye líneas completas, y una hoja de electrodo es el material que esas líneas están configuradas para procesar. Los dos proyectos siguientes son la referencia más cercana para un comprador que evalúa si un proveedor comprende la fabricación de electrodos a escala. Los nombres de los clientes se omiten de acuerdo con nuestra política de confidencialidad; el tipo de línea y la región son lo que se puede verificar en las páginas del proyecto.

Construida como una línea completa; el proyecto de línea de laboratorio de baterías de sodio registra lo que se instaló.	Construida en Brasil; la línea a escala de laboratorio de celdas tipo bolsa de iones de litio registra lo que se instaló.

Preguntas frecuentes de ingeniería

P: ¿Cuál es la diferencia entre las hojas de 24 y 48 mg/cm²?

El doble de dióxido de manganeso por centímetro cuadrado, el doble de capacidad por área y un recorrido iónico más largo a través del recubrimiento. En la práctica, la hoja de 24 mg/cm² ofrece la mayor capacidad por gramo y la hoja de 48 mg/cm² ofrece la mayor capacidad por centímetro cuadrado, lo cual representa la elección entre un estudio de tasa y un estudio de carga. La tabla de mediciones en esta página es para 24 mg/cm²; solicite las cifras de 48 mg/cm² si ese es el formato que está comparando.

P: ¿Las hojas tienen recubrimiento de una sola cara o de doble cara?

El catálogo marca las entradas de pilas de botón y las hojas grandes como de una sola cara, y no especifica el lado para las entradas de hojas lisas, por lo que debe confirmarlo en el pedido en lugar de asumirlo. Para una pila de botón, la respuesta es de una sola cara por construcción; para una celda tipo bolsa o personalizada, depende de lo que solicite, y tanto el precio como el peso del material activo se derivan de esa elección.

P: ¿Cuál es la diferencia entre los discos para pilas de botón de 12 y 24 mg/cm²?

El mismo equilibrio en un formato de disco: 12 mg/cm² se humedece más rápido y muestra el comportamiento de velocidad con mayor claridad, 24 mg/cm² transporta más material activo y se parece más a un electrodo práctico. Ambos se suministran en paquetes de cinco unidades, y realizar el mismo experimento en ambos es la forma más económica de averiguar cuál puede soportar realmente su electrolito.

P: ¿Puedo pedir un tamaño o una carga que no esté en la tabla?

Sí; la tabla muestra la gama estándar y no el límite de lo que se puede fabricar. Envíe el área recubierta, el margen para la lengüeta, la carga y el grosor deseados, y el electrodo se recubrirá y cortará según ese plano. Las dimensiones fuera de la lista se cotizan bajo pedido en lugar de estar en stock, por lo que el plazo de entrega depende del lote de recubrimiento en lugar de la estantería.

P: ¿La cifra de 400 mAh es por electrodo o por gramo?

Por electrodo, medido en una celda ensamblada a una descarga de 0,73 mA/cm². La cifra por gramo es la capacidad específica de 220 ± 20 mAh/g, calculada a partir del peso del material activo. Al comparar dos proveedores, utilice la cifra por gramo para el material y la cifra por electrodo para la celda que está construyendo, y verifique que ambas se hayan medido a la misma densidad de corriente.

P: ¿Viene con un ánodo de zinc, separador o electrolito?

No. Esta es únicamente la hoja de cátodo. La hoja de datos menciona 2M ZnSO₄ porque ese es el electrolito que utilizaron las pruebas de absorción y capacidad, no porque se suministre. La lámina de zinc, los separadores y el electrolito son elementos separados, y si necesita que se cotice la lista de materiales completa de la celda en conjunto, indíquelo con el pedido y se podrá incluir en una sola cotización.

Envíe el plano de su celda, la carga y el lado de recubrimiento que necesita, y cotizaremos la hoja con su peso de material activo antes de realizar su pedido.

Email: tob.amy@tobmachine.com | Mobile phone: +86-18120715609

Revisado por: Science Wang, Six Sigma Black Belt, Battery Lines | Última actualización: 2026-11-09