具有大电流密度的电解槽的制作方法

本实用新型涉及水电解制氢设备技术领域，具体地涉及一种具有大电流密度的电解槽。

背景技术：

电解槽由槽体、阳极和阴极组成，按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽和非水溶液电解槽三类。当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应，在阳极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需产品。对电解槽结构进行优化设计，是提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。

现有电解槽采用的电极为单层镍丝网，由于镍丝网采用常规的经纬编制法制造，故其比表面积不能大幅度提升，现有电解槽的电流密度也就限制在2000安培/平方米左右，限制了电解槽的生产效率。因此，如何提高电极的表面积是目前急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有大电流密度的电解槽。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

具有大电流密度的电解槽，包括由相对设置的两个固定板以及一组由该固定板固定在其之间的电解单元，所述电解单元包括圆片状的主极片、隔膜以及用于固定两者的圆环形的极框，所述主极片为正反交错编织而成的双层镍丝网，正反两侧的镍丝网交错设置，由编织而形成的凸起于所述镍丝网侧平面的凸点为电极头，所述电极头布于所述双层镍丝网的正反两侧，且紧密排列。

优选的，所述双层镍丝网包括正向丝以及与之采用经纬编织法的相垂直的正向垂直丝，反向丝以及与之采用经纬编织法的相垂直的反向垂直丝，所述正向丝与正向垂直丝的交错点以及所述反向丝与反向垂直丝的交错点为所述电极头。

优选的，所述正向丝与正向垂直丝形成的“人”字形，与所述反向丝与反向垂直丝形成的“人”字形交错排列。

优选的，所述双层镍丝网的边缘裁切成圆形。

优选的，所述双层镍丝网的镍丝的横截面为圆形或椭圆形。

优选的，所述主极片的一侧为透水不透气的石棉材质的所述隔膜，另一侧为由镀镍碳钢网形成的流道支撑以及有镀镍碳钢板所形成的隔板，所述流道支撑和隔板的外沿均支撑在所述极框的内壁上。

优选的，所述隔膜的外周压合固定有密封垫片，所述密封垫片被所述极框压紧。

本实用新型的有益效果主要体现在：

1、采用双层镍丝网作为电极，双层镍丝网采用经纬编织法制造，其正反两侧的镍丝网以“人”字形结构交织设置，以确保所述镍丝之间的紧密性，增加电极头的个数，同时可最大程度的减小所述双侧镍丝网的厚度，以减小设备体积。

2、双侧镍丝网比表面积相比传统的单纯镍丝网大幅度提升，大大提高了电流密度，提高了电解槽制造氢气的效率，减小了电解槽的尺寸。

3、采用透水不透气的隔膜，有效分隔氢气和氧气，避免其混合，提高氢气纯度，降低提纯难度，简化流程。

4、由镀镍碳钢材质形成的所述流道支撑5和隔板6具有良好的耐腐蚀性，可以提高设备的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型实施例的示意图；

图2：本实用新型实施例中电解单元的示意图；

图3：本实用新型实施例中主极片的部分示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

如图1至图3所示，本实用新型揭示了一种具有大电流密度的电解槽，包括由相对设置的两个固定板1以及一组由该固定板1固定在其之间的电解单元，所述电解单元包括圆片状的主极片3、隔膜4以及用于固定两者的圆环形的极框2，所述主极片3为正反交错编织而成的双层镍丝网，正反两侧的镍丝网交错设置。具体的如图3所示，所述双层镍丝网包括正向丝31以及与之采用经纬编织法的相垂直的正向垂直丝32，反向丝33以及与之采用经纬编织法的相垂直的反向垂直丝34，所述正向丝31与正向垂直丝32形成的“人”字形，与所述反向丝33与反向垂直丝34形成的“人”字形交错排列。“人”字形的交错结构使得所述正向丝31、正向垂直丝32、反向丝33和反向垂直丝34之间交织的更加紧密稳固，使得所述双层镍丝网的正反两侧镍丝网之间更加紧密。

本实用新型优选实施例中的所述双层镍丝网中的镍丝的横截面为圆形或椭圆形。当所述正向丝31与正向垂直丝32、所述反向丝33与反向垂直丝34形成的“人”字形交错排列时，所述正向丝31与正向垂直丝32之间、所述反向丝33与反向垂直丝34之间由编织而形成的凸起于所述镍丝网侧平面的交错点为电极头30，所述电极头30布于所述双层镍丝网的正反两侧，且紧密排列。正反两侧的镍丝网交错设置的结构可以增加所述双层镍丝网的电极头30的个数，并保证正反两侧镍丝网之间的稳定性。

为了方便加工，所述双层镍丝网编织完成后，所述双层镍丝网的边缘裁切成圆形，以与所述极框2相适配。当然在其他实施例中，所述双层镍丝网也可以直接编织成圆形。

如图2所示，所述主极片3的一侧为透水不透气的石棉材质的隔膜4，另一侧为由镀镍碳钢网形成的流道支撑5以及有镀镍碳钢板所形成的隔板6，所述流道支撑5和隔板6的外沿均支撑在所述极框2的内壁上。本实用新型中的所述隔膜4为采用造纸法制成的表面非常致密的石棉纸，以最大程度的减少设备体积，同时起到隔离氢气和氧气的目的。由镀镍碳钢材质形成的所述流道支撑5和隔板6具有良好的耐腐蚀性，可以提高设备的使用寿命。

为了确保电解单元的密封性，所述隔膜4的外周压合固定有密封垫片（图中未示出），所述密封垫片被所述极框2压紧。

如图1所示，为了固定所述电解单元，所述固定板1的外侧设置有相配套的螺栓7和螺母8，所述螺栓7上、所述螺母8与所述固定板1之间还设置有蝶形弹簧9，以保证所述螺母8与所述固定板1紧配合，同时方便调节两个所述固定板1之间的距离。

本实用新型结构简单精巧，采用双层镍丝网作为电极，双层镍丝网采用经纬编织法制造，其正反两侧的镍丝网以“人”字形结构交织设置，以确保所述镍丝之间的紧密性，同时可最大程度的减小所述双侧镍丝网的厚度，以减小设备体积。双侧镍丝网比表面积相比传统的单纯镍丝网大幅度提升，大大提高了电流密度，提高了电解槽制造氢气的效率。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。