一种电解极板的制作方法

1.本实用新型涉及电解制氢技术领域，尤其涉及一种电解极板。


背景技术：

2.水电解是使水在直流电的作用下分解产生氢气或氧气。整套水电解设备中电解槽是最核心的装置之一。工业上常用的水电解槽通常由数十个到上百个电解小室按规律叠压构成。每个电解小室均由阳极板、氧催化电极、阻气隔膜、绝缘密封垫片、氢催化电极、阴极板等组成。其中，阳极板和阴极板通常采用碳钢钢板制成。
3.由于强酸性电解质组成的电解液对金属具有强烈的腐蚀性，所以电解槽的电解液一般采用浓度为25％至30％的氢氧化钾或氢氧化钠溶液；同时，由于电解槽的工作温度一般为85℃至90℃。在这样的碱浓度和温度条件下，碳钢钢板极易被腐蚀。为提高碳钢钢板的耐腐蚀性，现有技术中，水电解行业通常采用镀镍的碳钢钢板作为水电解槽的阴阳极板。
4.但是，根据研究结果显示，镀镍的碳钢钢板实际上并不可能被镀镍层完全包覆，不可避免的会存有微孔。微孔的存在使得电解液中的氯离子极易进入、并富集在微孔中，与铁离子发生水解反应，对极板进行腐蚀。除此之外，电解过程中的电偶腐蚀也容易使得碳钢钢板失去电子被溶解。一旦极板出现严重的腐蚀，将导致氢氧气体互串、漏电、漏碱等问题的出现，极有可能引起爆炸，威胁人员和设备的安全。
5.因此，如何提供一种结构简单，耐腐蚀，使用寿命长的电解极板，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电解极板，该电解极板结构简单、耐腐蚀性能优异、导电性能良好、使用寿命长、且容易加工。本实用新型提供的一种电解极板，包括极板本体，所述极板本体的表面设有镍钨合金镀层。
7.优选的，所述镍钨合金镀层为镍钨磷三元合金。
8.优选的，所述镍钨合金镀层的厚度大于15μm。
9.优选的，所述镍钨合金镀层的厚度为15
‑
25μm。
10.优选的，所述镍钨合金镀层的硬度为650
‑
900hv。
11.优选的，所述极板本体与所述镍钨合金镀层之间还设有镍镀层。
12.优选的，所述镍镀层的厚度为5
‑
10μm。
13.优选的，所述极板本体为网状结构。
14.优选的，所述网状结构的网孔内壁依次设置有所述镍镀层和所述镍钨合金镀层，所述镍钨合金镀层设置在所述镍镀层的外部。
15.优选的，所述极板本体为实心板，所述极板本体的表面设有压纹槽，所述压纹槽在所述极板本体的表面形成凹凸形图案。
16.本实用新型提供的一种电解极板，包括极板本体，以及设置在极板本体表面的镍
钨合金镀层。本技术在极板本体的表面设置镍钨合金镀层，相较于传统的镀镍防护而言，该镀层中镍、钨元素均具有很高的化学稳定性，对酸、碱的抗蚀能力很强；而且，镍钨合金对析氢反应有明显的催化作用(ni
‑
w＞ni
‑
fe＞ni
‑
cr＞ni)，能够有效提高极板的析氢催化性能；同时，镍钨合金镀层均匀致密，导电性良好，在使用过程中能有效降低电解槽槽压，节省电能。
17.因此，本技术提供的电解极板，不仅具有表观光亮，表面硬度高的优势，由于镍钨合金镀层腐蚀速率小，特别是在碱性环境中能够表现出更为优异的耐蚀性能，对氯离子等有较好的抗点蚀效果，因此可以大大提高极板本体的防腐性能，延长其使用寿命。另一方面，由于镍钨合金镀层均匀致密，孔隙率低，导电性良好，在使用过程中能有效降低电解槽槽压，保证设备的稳定运行，降低生产成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为单镀层的电解极板的剖视图；
20.图2为双镀层的电解极板的剖视图；
21.图中，1
‑
极板本体、2
‑
镍镀层、3
‑
镍钨合金镀层。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
23.本实用新型实施例采用递进的方式撰写。
24.如图1至图2所示，本实用新型提供的一种电解极板，包括极板本体1，极板本体1的表面设有镍钨合金镀层3。
25.本技术在极板本体1的表面设置镍钨合金镀层3，相较于传统的镀镍防护而言，该镀层中镍、钨元素均具有很高的化学稳定性，对酸、碱的抗蚀能力很强；而且，镍钨合金对析氢反应有明显的催化作用(ni
‑
w＞ni
‑
fe＞ni
‑
cr＞ni)，能够有效提高极板的析氢催化性能；同时，镍钨合金镀层3镀层均匀致密，导电性良好，在使用过程中能有效降低电解槽槽压，节省电能。
26.因此，本技术提供的电解极板，不仅具有表观光亮，表面硬度高的优势，由于镍钨合金镀层3腐蚀速率小，特别是在碱性环境中能够表现出更为优异的耐蚀性能，对氯离子等有较好的抗点蚀效果，因此可以大大提高极板本体1的防腐性能，延长其使用寿命。另一方面，由于镍钨合金镀层3均匀致密，孔隙率低，导电性良好，在使用过程中能有效降低电解槽槽压，保证设备的稳定运行，降低生产成本。
27.作为优选，本实用新型中，镍钨合金镀层3通过电沉积法镀覆在极板本体1的表面。由电沉积法得到的镍钨合金镀层3为非晶结构，镀层均匀致密，导电性良好，使用过程中能有效降低电解槽槽压，节省能耗，降低成本。
28.作为优选，镍钨合金镀层3为镍钨磷三元合金。磷的加入，可以在电镀合金镀层的过程中，发挥电化学作用，提高镍钨合金镀层的细致度。
29.作为优选，镍钨合金镀层3的厚度大于15μm。
30.作为优选，镍钨合金镀层3的厚度为15
‑
25μm。
31.镍钨合金镀层3的厚度优选为15
‑
25μm，此厚度情况下，电解极板在碱性环境中耐蚀性能优异，往上再提高镀层厚度已无法明显提升极板的耐蚀性能，反而会大幅度的提高表面处理成本。而镀层厚度过小，则无法达到良好的防腐蚀效果。
32.作为优选，镍钨合金镀层3的硬度为650
‑
900hv。
33.本实用新型在极板本体1的表面设置镍钨合金镀层3，使处理后的镍钨合金镀层3硬度为650
‑
900hv，能有效提高电解极板的表面硬度，降低电解极板在运输、安装等过程中的磕碰，保持电解极板表面的光洁平整度。
34.作为优选，极板本体1与镍钨合金镀层3之间还设有镍镀层2。
35.通过在极板本体1外设置镍镀层2和镍钨合金镀层3，利用不同镀层间的腐蚀电位差异提高极板本体1的耐腐蚀性能。其中，电位较正的镍镀层2作为阴极，电位较负的镍钨合金镀层3作为阳极，根据电化学原理，阳极通过自身的牺牲来保护阴极，腐蚀发生在镍钨合金镀层3上，使原来的纵向腐蚀改变为横向腐蚀，进一步降低电化学腐蚀和点蚀风险，提高耐腐蚀性。
36.同时，镍镀层2的设置，能够更好的提高镍钨合金镀层3与极板本体1之间的结合力，进一步提高电解极板的防腐蚀性能，延长其使用寿命。
37.作为优选，镍镀层2的厚度为5
‑
10μm。
38.作为本实用新型实施例的一种，极板本体1为网状结构。
39.将极板本体1设置为网状结构，能够增大极板本体1与电解液之间的接触面积，进一步提高极板的析氢催化性能。
40.作为优选，网状结构的网孔内壁依次设置有镍镀层2和镍钨合金镀层3，镍钨合金镀层3设置在镍镀层2的外部。
41.作为本实用新型实施例的另一种，极板本体1为实心板。
42.优选的，当极板本体1为实心板时，极板本体1的表面设有压纹槽，压纹槽在极板本体1的表面形成凹凸形图案。
43.压纹槽的设置，有利于增强极板本体1的刚性，同时消除内应力，提高极板的抗弯曲能力。
44.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。