[发明专利]电极结构体、电极结构体的制造方法、电解单元和电解槽

说明书

一种电极结构体，其具备：电极、与上述电极对置的集电板、位于上述电极与上述集电板之间且具有导电性的弹性体、以及位于上述弹性体与上述集电板之间的电极固定用部件，上述电极的周边部的至少一部分被固定在上述电极固定用部件与上述集电板之间。

技术领域

本发明涉及电极结构体、电极结构体的制造方法、电解单元和电解槽。

背景技术

碱金属盐电分解是指对食盐水等碱金属氯化物水溶液进行电分解(下文中也简称为“电解”)而制造出高浓度的碱金属氢氧化物、氢、氯等的方法。作为该方法，可以举出基于水银法、隔膜法的电解，但近年来主要使用电力效率良好的离子交换膜法。

离子交换膜法中，使用电解槽进行电解，该电解槽是将具备阳极和阴极(下文中也将它们总称为“电极”)的电解单元隔着离子交换膜排列多个而成的。电解单元具有安装有阴极的阴极室与安装有阳极的阳极室隔着隔壁(背面板)背对背地配置而成的结构。在电解单元中，向阳极室供给碱金属氯化物水溶液，向阴极室供给碱金属氢氧化物，通过进行电解，在阳极室生成氯气，在阴极室生成碱金属氢氧化物、氢气。

另外，近年来，为了进一步提高电功率消耗率，使离子交换膜与阴极接触来进行电解的零极距电解成为主流。例如，专利文献1中公开了一种零极距电解单元的结构。通常，在零极距电解单元的阳极室内配置有肋材、阳极，在阴极室内配置有肋材、集电板(导电性板)、弹性体(缓冲垫)、阴极。在阴极室内按照集电板、弹性体、阴极的顺序对它们进行配置，通过利用具有缓冲特性的缓冲垫对阴极进行挤压，在电解时能够使阴极与离子交换膜接触。下文中，将包括集电板、弹性体和电极的结构体简称为“电极结构体”。

专利文献2中，作为现有公知的阴极的固定方法，公开了使用特氟龙(注册商标)针的方法、进行焊接的方法。作为进行焊接的方法，有使用镍制带将阴极的周边部点焊到阴极室框架的密封面上来进行固定的方法。具体地说，将阴极配置在阴极室框架的密封面上，进一步在其上配置镍制带，通过点焊来固定阴极。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4453973号公报

专利文献2：日本特开2010-111947号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据专利文献1～2中记载的技术，在使用镍制带通过点焊将阴极固定在密封面上的方法中，会产生阴极室框架的密封面的腐蚀、阴极更换时密封面的减薄、作业效率差等问题。

另外，在电解单元中，为了使内容物不会漏出，在相当于电解单元的外周部的密封面上粘贴有垫片。这种情况下，如图6所示，由于是在电解单元100的密封面102上粘贴阴极104、镍制带106来进行固定的，因而存在凹凸，电解液容易潴留在该部分中，某些条件下可能会发生密封面102的腐蚀(缝隙腐蚀)。另外，在随着电解的进行垫片发生劣化的情况下，为了维持垫片的密封性，需要进行垫片更换。在图6所示的电解单元中，在垫片更换时，镍制带106与垫片108一起被剥离，可能将阴极104撕裂。这样可能在电解单元的内部导致损伤。

此外，在随着电解的进行电极发生劣化的情况下，为了消除电解性能的降低会进行电极的更换。此处，在更换阴极104时，剥离旧的阴极104，对阴极室110的框体101的密封面102进行清洗，使用镍制带106将新的阴极通过点焊固定在密封面102上。为了通过焊接进行固定，需要除去密封面102表层的氧化物。为了除去氧化物，需要削去密封面102的表层，密封面102的板材会减薄。在反复进行这样的操作时，因减薄所致的密封性的降低可能会变得明显。如此，现有方法中具有阴极的更换需要大量的精力和时间的问题。

如上所述，现有技术中，在防止与电极等部件的更换相伴的电解单元内部的损伤的方面以及防止密封面的缝隙腐蚀的方面仍有改善的余地。