[发明专利]用于电化学电池的安全阳极

说明书

本发明涉及用于电化学电池的安全阳极，为由悬挂结构构成的竖直阳极类型，该悬挂结构基于第一水平杆、由铜或铝芯部和钛外层限定的第二竖直分配杆、以及涂覆或未涂覆的钛阳极板，该钛阳极板在两侧附接到第二分配杆，使得安全阳极包括适配器元件，该适配器元件包括至少一个电流限制器组件，其布置在至少一个第二竖直分配杆和至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板之间，将竖直分配杆连接到涂覆或未涂覆的钛阳极板。

发明目的

如本说明书的标题所述，以下的发明涉及用于电化学电池的安全阳极，为用于电化学电池特别是用于金属电解提取的竖直阳极类型，阳极由悬挂结构组成，基于水平供电导体杆和连接到电流供应杆的竖直分配杆，分配杆由铜或铝芯部以及钛外层或表皮限定。

基于该常规实施例，本发明的第一个目的是竖直分配杆和涂覆或未涂覆的钛阳极板之间的电连接通过相应的适配器元件提供，该适配器元件包括电流限制器组件，以防止可能破坏或损坏涂覆或未涂覆的钛阳极板的短路。

本发明的第二个目的是减少氧气泡与硫酸排放的分散，将它们引导通过阳极的中心部分，因此阳极板相对于由竖直分配杆限定的竖直平面成一角度布置，以产生烟囱效应，从而携带它们且便于收集器收集，避免有害的“酸雾”及其严重的环境影响。

这导致显著的经济优势，因为一方面，它避免了涂覆或未涂覆的钛阳极板的破坏或损坏，另一方面，如果发生短路，受影响的板不会被破坏而其它板继续运作。

技术领域

本说明书描述了用于电化学电池的安全阳极，并且适用于电解金属(例如铜)的电池。

背景技术

首先，可以说明，容器、罐或电化学电池填充有电解质溶液，除了其它成分之外，该电解质溶液由待沉积的金属等组成，并且在交替位置中，多个阳极/阴极对浸没在该溶液中，当供应有电流时将金属沉积在阴极上。

这意味着当在所述电池中使用竖直阳极用于金属电解提取时，所述竖直阳极由悬挂结构构成，基于水平电流供应导体杆和连接到电流供应杆的竖直分配杆，分配杆由铜或铝芯部以及钛外层或表皮限定。

因此，涂覆或未涂覆的钛阳极板电连接到分配杆，阳极电解操作发生在阳极板的表面上。

常规阳极在每个水平电流供应杆的竖直杆的数量方面呈现多种组合。

如所指出的，在金属电解提取方法中使用的常规竖直杆是具有铜或铝芯部以及钛外层或表皮的双金属杆。铜或铝具有低电阻率，这是有效传输大电流所必需的，钛保护铜或铝免受电解质的化学侵蚀，同时允许将涂覆或未涂覆的钛阳极板连接到这些竖直杆。

以这种方式，为了获得最佳输出和最大容量，阳极且特别是金属电解提取过程中使用的阳极表面在阴极附近操作并且相对于短阳极-阴极距离具有大表面积，例如，100x100厘米的表面，间隔5cm。在阴极表面上的任何点处的平坦度的任何变形或改变的情况下，这不可避免地引入阳极和阴极之间的电接触的风险，或者换句话说，短路。

阴极表面本质上是不稳定的，因为它们的厚度在生产过程本身期间快速变化，并且还因为阴极在其表面上的单个点处的厚度增加减小了阳极-阴极距离，这降低了电阻，并且适用于欧姆定律，在所述的相关点处增加离子电流。

增加电流或离子沉积增加了沉积在所述点上的金属的厚度，使得这些事件清楚地呈现正反馈系统，如我们所知，这是本质上不稳定的过程，在这些情况下最终产生阳极-阴极接触或短路。

此外，任何对准误差或现有的机械变形也将导致阳极-阴极直接接触或短路。

一旦在阳极和阴极之间建立了直接电接触，电解质和阳极之间的潜在电化学屏障消失，并且电解质的相对高的电阻也将被消除。在这些情况下，电流达到不可接受的值，损坏或破坏涂覆或未涂覆的钛阳极板，同时造成显著的生产损失。