一种液压增压式密封电化学电池的制作方法

1.本实用新型涉及电化学电池技术领域，尤其是一种液压增压式密封电化学电池。


背景技术：

2.氢气可用作燃料、还原剂和冷却剂等，在实际生活中有着广泛的应用。电解水制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。近年来随着光伏、风电等新能源的快速发展，电解水制氢作为一种平衡电网的能源储存方案得到了越来越多的关注。而成本高，耗能多一直是制约电解水制氢发展的阻碍。通过升温和增加电解液的电导率等方法可以提高电解水制氢的速率和效率。
3.以碱性电解槽为例，当水中加入氢氧化钾时，溶液的导电性得到显著改善。碱性电解槽由阴极、阳极和离子膜组成。带电离子可以通过离子膜传输电荷。通电后，水在一定电压下被分解，分别在阳极和阴极产生氧气和氢气。碱性电解槽电解过程中电极上的反应方程式为：
4.阴极：4h2o+4e
‑→
2h2+4oh-5.阳极：4oh
‑→
o2+4e-+2h2o
6.电池：2h2o
→
2h2+o2
7.此外，加压也是提高电解水制氢的速率的方式之一。常用的拉杆加压式电化学电池的内部压力为0.1-3mpa。在使用过程中，氢气往往是在一定压力下，比如某加氢反应压力达5mpa，加氢站使用氢气压力达到70mpa。拉杆加压式电化学电池由拉杆、螺母、垫片、端板和电化学电池单元模块组成。拉杆加压式电化学电池内部流体压力较低，且密封性差，难以满足客户对气体压力的要求，往往需要额外配置气体压缩机以提高氢气压力。除此之外，拉杆加压式电化学电池还存在增压密封和拆解维修操作困难的缺点。因此，需要提供一种液压增压式密封电化学电池。


技术实现要素：

8.为了克服现有技术中的缺陷，提供一种液压增压式密封电化学电池。
9.本实用新型通过下述方案实现：
10.一种液压增压式密封电化学电池，包括电化学电池本体，在所述电化学电池本体的两端分别对应设有固定钢结构，所述固定钢结构包括上固定钢结构和下固定钢结构，所述上固定钢结构与电化学电池本体的上端对应连接，所述下固定钢结构的上端与液压系统对应连接，所述液压系统的上端与电化学电池本体的下端对应连接，所述下固定钢结构的下端与支撑钢结构对应连接。
11.所述电化学电池本体为圆形或者方形。
12.在所述上固定钢结构和下固定钢结构之间对应设有螺杆，所述螺杆与对应平行设置的多根，多根所述螺杆的上、下两端分别通过螺母与上固定钢结构和下固定钢结构对应可拆连接。
13.所述上固定钢结构包括横向设置的“工”字形的上横钢，在所述上横钢的中部设有一对竖直的加强板，所述加强板的上横钢对应垂直；
14.在所述上横钢上部的两端和下部的两端分别对应设有第一连接片、第二连接片、第三连接片、第四连接片，其中两个所述螺杆分别穿过第一连接片、第三连接片的两侧边，在所述第一连接片、第三连接片两侧边的上端分别对应设有螺母，所述螺母与穿过第一连接片的螺杆的上端对应螺纹连接；
15.另外两个所述螺杆分别穿过第二连接片、第四连接片的两侧边，在所述第二连接片、第四连接片两侧边的上端也分别对应设有螺母，所述螺母与对应穿过第二连接片的螺杆的上端对应螺纹连接。
16.所述上横钢的宽度与加强板宽度相等。
17.所述第一连接片、第二连接片、第三连接片、第四连接片的两端均伸出上横钢的侧边。
18.本实用新型的有益效果为：
19.1.本实用新型一种液压增压式密封电化学电池的液压系统最大工作压力可达70mpa，可根据使用需求，使用液压系统对电化学电池本体施加合适的密封压力，使得本技术的电化学电池密封压力更大，密封效果更好。
20.2.本技术的电化学电池本体内部流体压力更高，用于电化学电池本体密封压力更大，密封效果更好，使用液压系统的液压增压式密封可使电化学电池本体内部流体压力提高0.5-5倍。
21.3.本技术的电化学电池本体增压密封和拆解维修操作更方便，使用液压系统可调节电化学电池本体密封压力，即可实现电化学电池本体的增压密封和拆解维修操作，无需拆卸螺杆和螺母。
22.4.本技术的电化学电池本体的单元数可调节，由于液压系统可调节的高度，可在一定范围内根据制氢装置的额定产氢量增加或减少电化学电池本体。
23.5.本技术的电化学电池本体的密封压力可视，运行更安全，由于电化学电池本体的密封压力等于液压系统的压力，因此可通过液压系统的压力示数得知电化学电池本体的密封压力，防止密封压力过高损害电化学电池本体。
附图说明
24.图1为本实用新型一种液压增压式密封电化学电池的主视结构示意图；
25.图2为本实用新型一种液压增压式密封电化学电池的左视结构示意图；
26.图3为本实用新型一种液压增压式密封电化学电池的立体结构示意图；
27.图4为本实用新型一种液压增压式密封电化学电池的俯视结构示意图；
28.图中：1为液压系统，2为电化学电池本体，3为固定钢结构，31为上固定钢结构，311为上横钢，312为加强板，313为第一连接片，314为第二连接片，315为第三连接片，316为第四连接片，32为下固定钢结构，4为螺杆，5为螺母，6为支撑钢结构。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型优选的实施例进一步说明：
30.如图1-3所示，一种液压增压式密封电化学电池，包括电化学电池本体2，在所述电化学电池本体2的两端分别对应设有固定钢结构3，所述固定钢结构3包括上固定钢结构31和下固定钢结构32，所述上固定钢结构31与电化学电池本体2的上端对应连接，所述下固定钢结构32的上端与液压系统1对应连接，所述液压系统1的上端与电化学电池本体2的下端对应连接，所述下固定钢结构32的下端与支撑钢结构6对应连接，支撑钢结构6位于本技术的最下部，用于支撑本技术的整个装置。所述液压系统1由动力器件、执行器件、控制元件、液压管路和工作介质组成，液压系统1使用嵌入式结构固定在下部的固定钢结构3上，对电化学电池本体2施加压力(由液压系统1对电化学电池2的密封圈和端板施加压力，具体原理和过程为公知技术，在此不再赘述)，其具体的结构、连接关系、工作原理和过程为公知技术，在此不再赘述。
31.所述电化学电池本体2为圆形或者方形，具体形状和尺寸根据客户需求进行确定，本技术相关部件对应调整，在此不再赘述。电化学电池本体2包括燃料电池、质子交换膜电解槽、碱性电解槽或阴离子膜电解槽。本技术液压增压式密封电化学电池可以对电化学电池本体的密封圈和端板施加更大的压力，使电化学电池本体内部流体压力有更高的压力上限。电化学电池本体的密封压力可视，运行更安全；并且电化学电池本体的增压密封和拆解维修操作更加方便，可在一定范围内根据制氢装置的额定产氢量增加或减少电化学电池单元。
32.如图4所示，在所述上固定钢结构31和下固定钢结构32之间对应设有螺杆4，所述螺杆4与对应平行设置的多根，多根所述螺杆4的上、下两端分别通过螺母5与上固定钢结构31和下固定钢结构32对应可拆连接。所述螺杆是由钛合金或不锈钢金属材料制成。
33.所述上固定钢结构31包括横向设置的“工”字形的上横钢311，在所述上横钢311的中部设有一对竖直的加强板312，所述加强板312的上横钢311对应垂直；
34.在所述上横钢311上部的两端和下部的两端分别对应设有第一连接片313、第二连接片314、第三连接片315、第四连接片316，其中两个所述螺杆4分别穿过第一连接片313、第三连接片315的两侧边，在所述第一连接片313、第三连接片315两侧边的上端分别对应设有螺母5，所述螺母5与穿过第一连接片313的螺杆4的上端对应螺纹连接；
35.另外两个所述螺杆4分别穿过第二连接片314、第四连接片316的两侧边，在所述第二连接片314、第四连接片316两侧边的上端也分别对应设有螺母5，所述螺母5与对应穿过第二连接片314的螺杆4的上端对应螺纹连接。所述上横钢311的宽度与加强板312宽度相等。所述第一连接片313、第二连接片314、第三连接片315、第四连接片316的两端均伸出上横钢311的侧边。电化学电池本体2被置于上固定钢结构31和下固定钢结构32上下两个固定钢结构之间，由液压系统对电化学电池本体的端板施加压力。
36.本实用新型提供的液压增压式密封电化学电池具有以下优点：密封压力更大，密封效果更好；电化学电池本体内部流体压力更高；电化学电池本体增压密封和拆解维修操作更方便；电化学电池本体单元数可调节；电化学电池本体的密封压力可视，运行更安全。
37.尽管已经对本实用新型的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。