[发明专利]一种多阳极金属锂电解槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解槽，特别是涉及一种多阳极金属锂电解槽。

背景技术

熔盐电解熔融氯化锂和氯化钾的混合物是目前唯一工业化制备金属锂的方法。而电解槽是电解的关键设备，电解槽的结构、工艺参数决定了电解的经济技术指标。电解槽一般由外槽体、内衬体、槽盖、阳极和阴极组成，根据阳极的数量分，可分为单阳极电解槽和多阳极电解槽，按照阴、阳极插入槽体的方式分为上插式电解槽、下插式电解槽和侧插式电解槽。上插式电解槽是一种制作简单、安装简便、制作成本低、寿命长的电解槽。目前上插式电解槽主要有双阳极电解槽和三阳极电解槽，阳极石墨的直径为400～500mm。由于阳极石墨较重，且只有阳极上端通过支撑件固定在槽盖上，导致阳极上端因受力而发生断裂，且阳极上端直接暴露在空气中，与高温空气发生氧化反应，加速了石墨阳极在上端断裂，减少了阳极石墨的运行寿命，增加了电解槽的运行成本。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种结构简单、可减少阳极石墨发生断裂的机率，提高阳极石墨的使用寿命，降低金属锂电解的运行成本的多阳极金属锂电解槽。

本发明的一种多阳极金属锂电解槽，包括外槽体、内衬体、阴极、阳极和盖合于所述外槽体和内衬体顶部形成用于容纳电解液的容腔的槽盖，所述槽盖上设置有供氯气排出的排氯口和供金属锂排出的出锂口，所述阴极环绕设置于所述阳极外侧，所述阳极均匀分布设置于所述内衬体中，所述阴极与阴极母排连接，所述阳极与阳极母排连接，所述阴极固定在所述内衬体内部，所述阳极与所述阴极数目相同均为至少四个，所述阳极的直径为200-300mm，所述阳极上端绝缘固定在所述槽盖上，所述阳极下部通过阳极底座绝缘固定在内衬体上。

本发明的一种多阳极金属锂电解槽还可以是：

所述阴极通过阴极底座绝缘固定于所述内衬体内部。

所述阴极底座为支架，所述支架的底端与所述内衬体内底部绝缘固定，所述阴极底端绝缘固定在所述支架的顶部上。

所述阳极下端开设有圆柱形孔，所述阳极底座顶端插入所述圆柱形孔内与所述阳极固定。

所述阳极底座和或阴极底座由高铝氧化镁材料制成。

所述外槽体与所述内衬体之间设置有保温层。

所述保温层由氧化镁砖和石棉板制成。

所述阳极通过位于其上部的铜铝复合夹板与所述阳极母排连接。

所述阴极通过沿阴极一侧横向伸出所述外槽体和内衬体的阴极绑臂与所述阴极母排连接，所述阴极绑臂密封穿过所述外槽体和所述内衬体。

所述阳极分两排均匀排列于所述内衬体内。

本发明的一种多阳极金属锂电解槽，包括外槽体、内衬体、阴极、阳极和盖合于所述外槽体和内衬体顶部形成用于容纳电解液的容腔的槽盖，所述槽盖上设置有供氯气排出的排氯口和供金属锂排出的出锂口，所述阴极环绕设置于所述阳极外侧，所述阳极均匀分布设置于所述内衬体中，所述阴极与阴极母排连接，所述阳极与阳极母排连接，所述阴极固定在所述内衬体内部，所述阳极与所述阴极数目相同均为至少四个，所述阳极的直径为200-300mm，所述阳极上端绝缘固定在所述槽盖上，所述阳极下部通过阳极底座绝缘固定在内衬体上。这样，阴极和阳极均浸泡在电解液中，阴极和阳极的作用是使得电解液发生电解，分离出金属锂，同时排出氯气。槽盖的作用是保证电解液在电解的过程中外界因素尽可能少地对其有作用，相当于其和外槽体和内衬体形成封闭空间，将电解液封闭。所述阳极与所述阴极数目相同均为至少四个，所述阳极的直径为200-300mm。这样，阳极数目增多，优选地是4-10个，在相同的电流下，单根阳极承担的电流强度小，减少了阳极的损耗。而且单根阳极的直径降低，使得阳极的重量变轻，这样的阳极上端绝缘固定在槽盖上后，阳极上端和槽盖连接处承受的重力较小，避免了阳极受力发生断裂，且在这个直径范围内的阳极能够承受长期电解质的侵蚀。由于阳极通过阳极底座固定在内衬体上，进一步减少了阳极上端与槽盖连接处的承受的重力，延长了阳极使用寿命，降低了金属锂电解的运行成本。相对于现有技术的优点是结构简单、可减少阳极发生断裂的机率，提高阳极的使用寿命，降低金属锂电解的运行成本。

附图说明

图1本发明一种多阳极金属锂电解槽实施例主视截面图。

图2本发明一种多阳极金属锂电解槽实施例俯视图。

图3本发明一种多阳极金属锂电解槽实施例左视截面图。

图4本发明一种多阳极金属锂电解槽另一实施例阳极并列两排设置俯视图。