鉀含量與pH電位也有研究表明，一種EMD要具有高功率放電性能，必須具有下列兩個(gè)條件：一是鉀含量低;一是具有一定的pH電位。所謂pH電位是指EMD在pH=6時(shí)測(cè)得的電壓。但要強(qiáng)調(diào)的是，這種pH電位有專門(mén)的測(cè)定方法(包括雜質(zhì)鉀也有獨(dú)特的測(cè)量方法)。關(guān)于pH電位，有專文進(jìn)行闡述，將EMD的電位分為pH6電位、堿性電位和初始電位，在不同的電解液、參比電極和不同的正極組成時(shí)有不同的數(shù)值。

為了提高pH電位，已知有3種可能的方法：(1)改變EMD的電解條件，如提高電解液中的酸濃度;(2)電解后用酸洗EMD;(3)優(yōu)選電解質(zhì)溶液中母體原材料，主要在于降低鉀含量。降低了鉀含量，也就可增大pH電位。

EMD中雜質(zhì)鉀含量系指電解過(guò)程中進(jìn)入晶體結(jié)構(gòu)中、進(jìn)入EMD晶體的孔隙中或被吸附在EMD表面的鉀離子，而不包括電解后為了中和而加入的，或與正極混合物或電池組分相接觸的鉀離子。

結(jié)果表明，適用于高功率放電的EMD中的鉀含量必須小于2.510"4，最好小于1.510"4，甚至310"5;而pH6電位應(yīng)大于0.86V(2.510"4級(jí)與1.510"4級(jí)的鉀含量有不同的測(cè)量方法)。

具備這兩種條件的EMD制成LR6電池后以1A或1.5A放電，其放電容量較常用EMD的電池可提高15%，由可見(jiàn)，高鉀含量低pH電位、高鉀高pH電位、低鉀低pH電位的樣品均不宜于高功率放電。

電子順磁譜(EPR)參數(shù)法EMD在電子順磁譜(EPR)中有2種信號(hào)A和B，分別有兩種信號(hào)參數(shù)―g因子與信號(hào)寬度DB0。不同的EMD有不同的DB0，DB0越大，則EMD中Mn3+/Mn4+越大;OH基越多，缺陷結(jié)構(gòu)也多，無(wú)序性也越大，即適于在堿液中嵌入H+[7]。

生產(chǎn)高功率電解二氧化錳的方法水熱法水熱法實(shí)質(zhì)上是一種高壓釜法，即在較高壓力下，電解槽溫度高于100時(shí)進(jìn)行的電解。利用水熱法并控制一定的電解條件即可生產(chǎn)出一定孔隙率的高功率電解二氧化錳。其最佳電解條件所示。采用條件電解所得的EMD的特性。

可以看出，樣品的特性完全符合1.2節(jié)提出的HPEMD應(yīng)具的特性。BET表面積大于20m2/g，微孔面積大于8m2/g，孔隙率大于0.035%，大中孔平均半徑大于3.2nm。用這樣的樣品制成的LR6電池以0.5A和1.5A連放，截止電壓1.1V時(shí)，容量可達(dá)500$680mAh;截止電壓為0.9V時(shí)，放電容量分別為1500mAh和1200mAh。

如果電解質(zhì)溶液是以Mn2O3為原料進(jìn)行水熱法電解[8]，Mn2O3在酸液中形成Mn2+通過(guò)溶解沉淀歧化得到MnO2。在不同的溫度和不同的H2SO4濃度時(shí)，將得到不同的晶型的樣品。

要得到g-晶型MnO2，有下列趨向：(1)提高溫度，降低H2SO4濃度，可使Dewolff缺陷結(jié)構(gòu)增大;(2)降低溫度，也降低H2SO4濃度，可提高g-MnO2中的Mn3+分?jǐn)?shù)(y);(3)降低溫度，增大H2SO4濃度，可使g-MnO2中的空位分?jǐn)?shù)(x)提高。

由此可見(jiàn)，優(yōu)質(zhì)g-MnO2的穩(wěn)定相區(qū)是在低溫、低H2SO4濃度的條件下而制得，相應(yīng)于有最小的空位分?jǐn)?shù)(x)，中等的Dewolff結(jié)構(gòu)缺陷(Pr)和孿晶(Tw)值。這種水熱法因可在較低的溫度和酸濃度下進(jìn)行，設(shè)備不易腐蝕，所以也較安全。

制備有適宜粒徑的高功率EMD的條件[4]要制備有適宜粒度適于高功率放電的EMD，關(guān)鍵是控制電解條件。以Ti板做陽(yáng)極，石墨板做陰極，電解條件所示。由表可以看出，樣品1$6的性質(zhì)均符合高功率EMD的兩個(gè)條件：堿性電位均在270mV以上，而密度均在3.1g/cm3以上，密度大是由于最大粒徑均在100mm以下，1mm或更小的粒子含量小于15%，平均直徑在20$60mm之間，既符合有高放電電位，又有高的裝填率，因而適于做高功率放電電池。而樣品7$8卻不符合這些條件。

改變常法電解參數(shù)Anderson等[9，10]提出了一種改變常法電解參數(shù)以使EMD適于高功率放電的方法。主要的措施是：使用高純度的電解質(zhì)溶液;選擇最佳的電解條件：(1)溫度：95$98;(2)電流密度J/(Acm"2)：26.9%J%37.7;(3)c(H2SO4)c(MnSO4)大于2，以獲得最佳的EMD晶體結(jié)構(gòu)(g-e型)、孔隙結(jié)構(gòu)(平衡孔體積)、適宜的表面積、最高的開(kāi)路電壓(OCV)。而通常的電解條件是陽(yáng)極電流密度為20$100A/m2，槽溫90$99，c(MnSO4)大約為1mol/L，c(H2SO4)大約為0.3mol/L。可看出主要的不同在c(H2SO4)與c(MnSO4)之比上。表4示出該法的電解參數(shù)及其樣品的某些特征。由表可看出1-4號(hào)樣品采用了改變的電解條件：H2SO4濃度在25$40g/L，MnSO4濃度在5$20g/L之間，J為26.9$37.7A/m2。這樣得出的樣品，其表面積在21$29m2/g之間，壓縮密度在3.09$3.21g/cm3，IOCV在1.62V以上，本征比容量在250mAh/g以上，而XRD譜220與370峰高之比Q值在0.47與0.76之間。其他電解條件如樣品7、8均未在選擇的范圍內(nèi)，因而其性能均比對(duì)照樣品6較差(原樣品有61個(gè))。由該項(xiàng)研究可看出，無(wú)論是水熱法，還是改進(jìn)的方法，要使制得的EMD適于大電流放電，關(guān)注的性能參數(shù)是基本一致的。

由此所得改進(jìn)的EMD樣品制得的LR6型電池在1W放電率下的本征放電比容量可達(dá)68.2mAh/g以上，而原工藝僅有63.4mAh/g;1W放電的能量可達(dá)755mWh，而原工藝樣品僅有637mWh。

提高堿性鋅錳電池大電流放電性能的其他方法正極添加劑的使用TiO2添加劑眾所周知，為了提高堿性鋅錳電池的放電容量，一般在其正極中都添加TiO2。但TiO2為n型半導(dǎo)體，電阻率高，不利于大電流放電。因此需要另加一種改性添加劑，或者用氫還原金屬氧化物。改性添加劑要有可能進(jìn)入TiO2晶體結(jié)構(gòu)的孔隙中，或者部分取代原金屬氫化物的晶格點(diǎn)，形成復(fù)合物Ti1xMx-O2y，以降低TiO2的電阻率，并改善其離子交換性質(zhì)，并降低腐蝕或析氫反應(yīng)的發(fā)生。例如使用改性添加劑Nb2O5，在高溫下發(fā)生以下復(fù)合反應(yīng)[11]：(2)這樣，添加劑的電阻率有很大的降低，如3所示。

在Ti1xO2y中，摻雜劑M的摩爾百分?jǐn)?shù)x應(yīng)為：0.01%摩爾"x"0.5%摩爾之間，而金屬元素M應(yīng)具有八角形配位結(jié)構(gòu)。以不同的x量摻入TiO2中，在1000mA放電時(shí)，正極中EMD與C摩爾比為151或(201)，n-TiO2量為EMD量的1.6%摩爾，而改性摻雜物Nb2O5為T(mén)iO2的陽(yáng)離子的0.1%摩爾(即10%Nb2O5在TiO2中)，在溢流半電極放電時(shí)的相對(duì)放電時(shí)間如4所示。

其他可作為改性TiO2摻雜的金屬氧化物還有：NbO2、Ta2O5、WO3、GeO2、ZrO2、ThO2、In2O3、LiNiO2等。不同的摻雜改性劑，有不同的混合比，反應(yīng)溫度與時(shí)間也應(yīng)不同。

結(jié)論為了滿足電子器件數(shù)字化大電流放電的要求，堿性鋅錳電池在各個(gè)方面都仍在探索與研究，并不斷取得進(jìn)展。重心還是在改善EMD的性能，研發(fā)者都偏重于某一方面，如定義功率系數(shù)是為了尋找EMD高電壓段放電性能，對(duì)pH電位與堿性電位的定義與功率系數(shù)有異曲同工之處;孔隙率與粒度分布的最佳化在于造成反應(yīng)面積的適中及有利于電解液進(jìn)出，以降低可能的濃差極化與減小反應(yīng)盲點(diǎn);而鉀含量的盡量降低，是為了避免a-型MnO2而要求形成g，e-型。如果將這些因素集中在一起考慮，利用目前興起的組合材料法應(yīng)用于電化學(xué)中的組合電解法，優(yōu)選出適用于大電流放電的EMD的電解條件，可能會(huì)獲得進(jìn)一步進(jìn)展。