一种大尺寸薄片材料夹具及其在电沉积中的应用的制作方法

本发明涉及工件夹持装置，特别是涉及一种大尺寸薄片材料夹具及其在电沉积中的应用。

背景技术：

1、氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，氢能产业的高质量发展，对实现碳达峰、碳中和目标有着关键的意义。电解水制氢/氧催化电极片是电解水制氢技术的关键环节，其制造成本和产氢效率对制氢成本的有着决定性意义。目前国内使用的电极板很多依赖于进口，加快其研发和试生产对我国氢能产业的建设和发展影响重大，有助于能源革命和“双碳目标”的实现。

2、目前，国内市场制氢系统中用的电解槽主要是碱性电解槽，核心部件电极片多为镍网基材，制造过程中多以卷材浸入式进行。然而，这种方式生产的电极片尺寸较小，偏厚，制氢效率低，且金属性强，强度大，加工过程粗糙，产品的平整性差。随着市场对氢能需求量的不断增大，氢能的制造成本成为关键环节，因此目前市场对电极片产氢效率要求越来越高。为了提高产氢效率，一方面可以通过加大电极片的尺寸，另一方面可以通过提高电极片单位面积的产氢量。依据上述方式，让电极片的尺寸变大变薄，结构不再是平板状，能够使其单位范围内的催化性能更高。而随着电极片尺寸发展地越来越大，其基材材质也发生了变化，材质薄(厚度为毫米级，例如0.5mm)，介于金属和非金属之间，如泡沫镍，但这种基材在生产加工时平整性难于控制，从而很难保证由其生产出的电极片的一致性。同时，在电极片生产过程中，基材需要在产线上进行加工、转运或者水平变竖直等一系列操作，而大而薄的片材本身就是不方便单独取放的产品。为了解决上述问题，可以将这类片材用夹具固定，通过夹具去除那些影响生产的不良因素，但是目前现有的夹持装置并不适用于夹持泡沫镍这种尺寸大、薄、软且材质介于金属和非金属之间的片材，因此用其加工制造电极片生产效率低，难以保证一致性，从而导致产品质量差，也难以实现工业化和自动化生产。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种大尺寸薄片材料夹具及其在电沉积中的应用，用于解决现有技术中的夹持装置不适用于夹持泡沫镍这种尺寸大、薄、软且材质介于金属和非金属之间的片材，导致用其加工制造电极片生产效率低，难以保证一致性，从而导致产品质量差，以及难以实现工业化和自动化生产等问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种大尺寸薄片材料夹具，其基础方案为：所述夹具包括背板、盖板以及若干夹持件，所述背板上开设有若干凹孔，所述凹孔内安装有由磁质材料制成的磁吸件，所述薄片材料含有能被磁质材料吸引的金属；所述盖板扣合在背板上，盖板和背板相互配合将磁吸件封装起来；所述夹持件均安装在盖板的一侧，用于固定夹持贴合在盖板上的薄片材料侧边。

3、本基础方案中夹具的使用方式及其所起的技术效果如下：

4、将大尺寸薄片材料置于盖板上，由于薄片材料含有能被磁质材料吸引的金属，因此所述磁吸件能将其吸住，使薄片材料与背板紧密贴合；同时，通过安装在盖板一侧边的若干夹持件夹住贴合在盖板上的薄片材料侧边，这样当本夹具夹持着薄片材料并在产线上进行加工、转运或者水平变竖直等一系列操作时，薄片材料不会发生移位或脱落，同时也很方便拆卸和安装薄片材料；另外，由于盖板和背板相互配合将磁吸件封装起来，可以避免液体进入，以免影响磁吸件的磁性。

5、相较于传统的夹持装置，本申请提供的夹具通过磁吸件将含金属的薄片材料吸住，使其紧密贴合在盖板上，非常适用于夹持泡沫镍这种尺寸大、薄、软且材质介于金属和非金属之间的片材，同时能很好地保证薄片材料在夹持过程中保持平整，在竖直状态时保证垂直度，这样若将本夹具应用于电沉积中夹持泡沫镍等基材，可以保证其表面电沉积的均匀一致性，从而保证产品质量。另外，本申请提供的夹具除了适用于电解水电极片加工过程中夹持泡沫镍等基材外，还可以应用到其他行业中，用于夹持其他含金属的大尺寸薄片材料，例如机加工行业、塑料制品加工行业、金属类制品加工行业等。

6、进一步，所述背板和盖板由塑料制成，所述塑料优选为耐酸碱塑料，所述耐酸碱塑料包括但不限于聚丙烯、聚乙烯和聚四氟乙烯等。用塑料这种轻质材料制作背板和盖板，可以在尽可能减轻夹具整体重量的基础上，同时保证夹持过程中薄片材料的平整性和垂直度；进一步地，采用耐酸碱塑料可以避免背板和盖板受到电沉积液等液体的腐蚀，延长夹具使用寿命。

7、进一步，所述磁吸件由塑料封装起来，所述塑料优选为耐酸碱塑料，所述耐酸碱塑料包括但不限于聚丙烯、聚乙烯和聚四氟乙烯等。采用塑料封装磁吸件，可以避免受电场影响，同时避免液体进入；进一步地，采用耐酸碱塑料可以避免受到电沉积液等液体的腐蚀，延长夹具使用寿命。

8、进一步，所述磁质材料为磁铁，优选为永磁铁。若本夹具用于电沉积等存在电场的环境中，就不适合使用电磁铁，因而优选采用永磁铁。

9、进一步，所述夹具还包括骨架，所述背板固定安装在骨架上。骨架可以为背板提供一个相对稳定且牢固的平面。

10、进一步，所述骨架包括平面状方型框架，所述方形框架由若干纵横交错的方管连接而成。用方管纵横交错制成平面状方型框架，作为骨架，可以为背板提供一个轻质、相对稳定且牢固的平面。

11、进一步，所述方管为不锈钢方管。相较于其他材质的方管，不锈钢方管材质轻，更耐酸碱，使用寿命长，且对背板的支撑稳定性更好。

12、进一步，所述方管被塑料封装起来，所述塑料优选为耐酸碱塑料，所述耐酸碱塑料包括但不限于聚丙烯、聚乙烯和聚四氟乙烯等。用塑料将方管封装起来，当夹具应用于电沉积中时，可以避免影响电场；进一步地，采用耐酸碱塑料，可以延长夹具的使用寿命，同时避免骨架受到电沉积液等液体的腐蚀，延长夹具使用寿命。

13、进一步，所述夹持件包括夹板、扳手、固定座，所述夹板固定连接在扳手的一端，所述扳手铰接在所述固定座上，所述固定座固定安装在所述盖板的一侧。使用时，按住扳手，打开夹持件，将薄片材料侧边放入夹板下方，松开扳手，夹板就会压在薄片材料侧边，夹紧薄片材料。

14、进一步，若干个夹持件联动在一起，这样打开夹具两端的夹持件，同时会打开中间的夹持件，更便于薄片材料的安装和拆卸。

15、进一步，所述夹具还包括导电铜排，所述导电铜排安装在骨架上方，用于作为阳极。

16、进一步，所述夹具还包括电极座，所述电极座安装在骨架两端，所述电极座能与电沉积槽槽体的电极座成对使用，接触后以导通电流；所述电极座还与所述导电铜排电性连接。

17、进一步，所述夹具还包括挂耳，所述挂耳位于骨架上方，用于夹具的悬挂。通过挂耳可以将夹具挂在转运装置上，以进行薄片材料的转运和或者水平变竖直等一系列操作。

18、本发明另一方面提供如上所述的大尺寸薄片材料夹具在电沉积中的应用，所述夹具用于夹持大尺寸薄片材料，所述大尺寸薄片材料为电极片或电极片基材。

19、可选地，所述电极片基材为泡沫镍。

技术特征：

1.一种大尺寸薄片材料夹具，其特征在于，所述夹具包括背板、盖板以及若干夹持件，所述背板上开设有若干凹孔，所述凹孔内安装有由磁质材料制成的磁吸件，所述薄片材料含有能被磁质材料吸引的金属；所述盖板扣合在背板上，盖板和背板相互配合将磁吸件封装起来；所述夹持件均安装在盖板的一侧，用于固定夹持贴合在盖板上的薄片材料侧边。

2.根据权利要求1所述的大尺寸薄片材料夹具，其特征在于：所述背板和盖板由塑料制成；

3.根据权利要求2所述的大尺寸薄片材料夹具，其特征在于：所述塑料为耐酸碱塑料；和/或，所述磁质材料为永磁铁。

4.根据权利要求1所述的大尺寸薄片材料夹具，其特征在于：所述夹具还包括骨架，所述背板固定安装在骨架上。

5.根据权利要求4所述的大尺寸薄片材料夹具，其特征在于：所述骨架包括平面状方型框架，所述方形框架由若干纵横交错的方管连接而成。

6.根据权利要求5所述的大尺寸薄片材料夹具，其特征在于：所述方管为不锈钢方管；和/或，所述方管被塑料封装起来。

7.根据权利要求6所述的大尺寸薄片材料夹具，其特征在于：所述塑料为耐酸碱塑料。

8.根据权利要求1所述的大尺寸薄片材料夹具，其特征在于：所述夹持件包括夹板、扳手、固定座，所述夹板固定连接在扳手的一端，所述扳手铰接在所述固定座上，所述固定座固定安装在所述盖板的一侧。

9.根据权利要求1所述的大尺寸薄片材料夹具，其特征在于：所述夹具还包括导电铜排，所述导电铜排安装在骨架上方，用于作为阳极；

10.根据权利要求1～9任一项所述的大尺寸薄片材料夹具在电沉积中的应用，其特征在于：所述夹具用于夹持大尺寸薄片材料，所述大尺寸薄片材料为电极片或电极片基材。

技术总结
本发明属于工件夹持装置技术领域，具体公开了一种大尺寸薄片材料夹具及其在电沉积中的应用。所述夹具包括背板、盖板以及若干夹持件，背板上开设有若干凹孔，凹孔内安装有由磁质材料制成的磁吸件，薄片材料含有能被磁质材料吸引的金属；盖板扣合在背板上，将磁吸件封装起来；夹持件均安装在盖板的一侧，用于固定夹持贴合在盖板上的薄片材料侧边。本夹具通过磁吸件将含金属的薄片材料吸住，使其紧密贴合在盖板上，非常适用于夹持泡沫镍这种尺寸大、薄、软且材质介于金属和非金属之间的片材，保证其在夹持过程中的平整性和垂直度，进而保证其表面电沉积的均匀一致性，保证产品质量；本夹具还可用于机加工、塑料制品、金属类制品加工等行业。

技术研发人员：董全英,韩永刚,张加加,李嘉杰,请求不公布姓名,周振声
受保护的技术使用者：成都莒纳新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12