[发明专利]用于电化学装置的电极构件

说明书

技术领域

本发明涉及属于工业用电化学技术领域，具体地说是一种复极式电解装置或燃料电池的用于电化学装置的电极构件。

背景技术

在工业应用的电化学领域中，不论复极式还是单极式电槽，都由膜隔开的阴极和阳极以及为电极提供液体电解环境的阴极室和阳极室组成，膜通常采用离子交换膜。

在专利文献ZL 002294633.0中，公开了一种有外部循环构件的自然循环复极式电解装置。其技术要点是槽上方有与槽相连的气液分离器。

由于复极式的优点逐步被发掘，缺点逐步克服，其在当今电解工业中被广泛采用。例如：在电解碱性金属氯化物溶液的工业生产中，就广泛采用离子膜复极式电解槽。就复极式而言，有两种密封和组装形式：密压机式和单元槽式(也称模块式)。密压机式采用相邻的阴阳极室背板焊接结构，没有接触导电不良问题，但与膜之间的密封采用密压机式的压紧密封方式，其压紧力逐片传递，要求密封面加工精度高，密封垫片有足够的弹性和弹性距离以抵消加工误差和累计误差，密封的可靠性差，更换单个电极会影响其它电极的密封条件，膜的组装往往只能在电槽上垂直安装，不易保证安装精度；单元槽式往往采用单片膜与相配合的阴阳极单元独立法兰密封，形成独立电解密封单元，其优点是密封可靠，对密封面加工精度要求低，没有累计公差对密封的影响，可以精确水平安装膜，更换单个电极可以单独更换独立单元，更换单元时对其它单元的密封条件没有影响。但是，单元槽式相邻单元靠接触导电，目前的技术，也存在很多问题。

单元槽式电解槽为解决两相邻模块间的导电问题，目前采用正面压力接触导电的方式接触导电，其接触导电的压力，要通过膜逐一单元槽传递，而膜一般由含氟树脂制成，受压不能太高，受膜强度限制，现有技术压力不能过高，限制了压紧力的上限，这样限制了接触导电的压力的提高，槽内的结构也限制了传导压力的更大提高，使接触导电性能受到限制；同时接触导电的压力是要逐一单元槽传递，这样由于加工误差、安装误差和长期操作引起的变形，会导致接触导电的压力不易分配均匀，特别是处于传递压力末端的单元槽更为突出，不良后果是槽电压高、电流分布不均匀，影响电解效果和膜及电极寿命，又是危及装置安全。因此，由于单元槽式电解装置目前技术缺陷和不足，限制了单元槽式电槽的使用。

在专利文献ZL 00807343.0中，公开了一种在电解区上方的有排出集流室的阴极室向外凸起阳极室有向内凹进的电解槽。

电解环境的优良与否，与汽液产物能否在电解室顶部有效平稳分离排出有关，也与能否均匀有效地补充原料液也有关。

在公开文献CN 1708604中，公开了一种有内部导槽的单元式电解槽，为使膜片在运行或停车状态下完全沁润，在电解室内上部设有导槽，同时导槽可分离汽液产物。

对于汽液产物的有效排出和分离，虽然有过多种方法，但也有局限，如在公开文献CN 1708604中的结构，导槽在电极室内，对膜上边缘液位提升有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有侧向限位导电弹簧的用于电化学装置的电极构件。

本发明的目的是这样实现的：它包括有：

(a)浅盘状电槽主体；

(b)围绕浅盘的周边设有向外延伸的密封边缘；

(c)与边缘平齐的覆盖浅盘面的多孔电极；

(d)连接电极与浅盘后壁之间的导电支撑元件；

(e)与浅盘连接的一个出口，一个入口，在浅盘下部设有与入口相连的液体分配管，在液体分配管上开有液体分配孔；

其特征是：作为阳极构件，阳极浅盘上有多个向内凸进的竖向均布的导向凹槽，在导向凹槽内壁上固定设置有接触导电弹簧，在阳极浅盘的两端分别有一竖向向内凸进及向外凸进的用来设置连通管的导槽；作为阴极构件，阴极浅盘上有多个向外凸进的竖向均布的凸槽，在阴极浅盘的两端与阳极浅盘对称设置有一竖向向外凸进和向内凸进的用来设置连通管的导槽，阴极构件每一凸槽与阳极构件侧的导向凹槽相对应；设在浅盘两侧导槽内的连通管与浅盘上部的气液分离室相连，连通管的下部与位于浅盘底部的出口相连接。

为了使阳极浅盘和阴极浅盘之间连接结构合理，性能稳定，则阳极浅盘上的导向凹槽为条形导向凹槽，阴极浅盘上的凸槽为条形凸槽。

本发明还包括位于多孔电极和浅盘之间设置有增强液体循环的曲面或平面隔板。

本发明还包括在浅盘上部设有与出口相连接的气液分离室，气液分离室与浅盘后壁成一整体结构。

本发明还包括在阴极板与导电支撑元件之间固定连接有限位弹性导电片。