极框、极板及电解槽的制作方法

本技术涉及电解装置，具体而言，涉及一种极框、极板及电解槽。

背景技术：

1、制氢系统的电解槽一般由数个到数百个电解小室串联组成，每个电解小室又由极板、电极和隔膜等组件组成。其中，极板包括极框和主极板，以极板为双极极板为例，其主极板的两侧形成用于电解的阳极腔室和阴极腔室。极框上设置有用于与阴极室或阳极室连通的孔道，孔道一般设置为两类，具体为用于电解液流入的孔道以及用于电解产物流出的孔道。孔道一般包括沿极框厚度方向设置的连通孔，连通孔通过分液槽与电解腔室连通。

2、由于极框上存在布置各孔道的需求以及具有一定刚度需求，孔道的特别是连通孔的尺寸难以设计得足够大以覆盖整个电解腔室，从而孔道在电解腔室周向所覆盖的范围相对较小，会导致电解腔室中靠近孔道附近的流体流动较快，远离孔道处的流体的流动较慢，极端情况下甚至存在流动死区的情况。这会导致电解液的流入效率或电解产物的流出效率低、电解腔室内流体的均流性低、温度不均匀等一系列问题，最终会导致电解腔室内的电解效率较低。

技术实现思路

1、本实用新型旨在一定程度上解决相关技术中如何解决因孔道的覆盖范围较小导致的电解腔室内流体的均流性低，电解效率不高的问题。

2、为至少在一定程度上解决上述问题的至少一个方面，第一方面，本实用新型提供一种极框，包括框体，所述框体设置有m级流体流道及用于容置主极板的安装孔；

3、所述m级流体流道中，m级流道用于在所述主极板的一侧与所述安装孔的内壁连通并形成内连通口，一级流道用于在所述安装孔之外的位置与外部连通并形成外连通口，所述内连通口的数量大于所述外连通口的数量，m≥2，m为整数；

4、所述内连通口中包括至少两个标定内连通口，至少两个所述标定内连通口处的流体流向呈夹角设置，和/或，所有所述内连通口在基于所述安装孔的标定线上所对应的轮廓段中包括至少部分位于标定轮廓段之外的第一段，所述标定线为所述安装孔的周向内壁沿所述框体厚度方向的投影所成的轮廓线，所述标定轮廓段为所述标定线上与所述一级流道相对应的轮廓段。

5、可选地，所述m级流体流道靠近所述安装孔的一端设置有流道槽和至少一个导流结构，所述流道槽与所述安装孔连通并形成第一总口，所述导流结构设置在所述第一总口处，所述导流结构的两侧分别形成所述m级流道。

6、可选地，当m＝2时，至少两个所述标定内连通口分别通过对应的所述m级流道与相同的m-1级流道连通；

7、当m≥3时，至少两个所述标定内连通口分别通过对应的所述m级流道与相同的所述m-1级流道，和/或，至少两个所述标定内连通口分别通过对应的所述m级流道与不同的所述m-1级流道连通。

8、可选地，所述导流结构中包括至少一个标定导流结构；所述标定导流结构的两侧用于形成导向斜面，所述导向斜面相对于所述安装孔内壁在所述第一总口的中心点处的法线倾斜设置。

9、可选地，所述m级流体流道对应设置有沿所述安装孔周向方向分布的多个所述标定导流结构；

10、其中，沿远离m-1级流道的方向，所述标定导流结构所形成的多个所述导向斜面呈放射状分布；和/或，沿所述安装孔的周向，所述法线的两侧均设置有一个或多个所述标定导流结构。

11、可选地，所述标定导流结构包括导向斜板结构，所述导向斜板结构的侧面用于形成所述导向斜面；

12、和/或，在沿所述框体厚度方向的投影上，所述法线两侧的所述标定导流结构关于所述法线对称设置。

13、可选地，所述流道槽与m-1级流道的相邻端面处，所述流道槽的横截面积大于对应的所述m-1级流道的横截面积，且沿流体的流动方向，所述导流结构与所述m-1级流道间隔设置。

14、可选地，所述m-1级流道的靠近所述m级流道一端的流道口为标定流道口，所述m级流体流道为进液流道，所述进液流道用于供电解液流入所述主极板一侧的电解腔室；

15、所述进液流道的所述导流结构包括第一导流结构，所述第一导流结构正对于对应的所述标定流道口设置；

16、和/或，所述进液流道的所述流道槽内设置有多个所述导流结构，其中，多个所述导流结构沿所述安装孔周向分布于所述标定流道口的一侧或两侧，位于所述标定流道口的沿所述安装孔周向同一侧的所述导流结构中，至少多个所述导流结构满足递减规律，所述递减规律包括距离所述标定流道口越远的所述导流结构所对应的第一长度越短，所述第一长度为所述导流结构的远离所述安装孔内壁的一端到所述安装孔内壁的距离。

17、可选地，所述流道槽包括靠近所述安装孔设置的第一槽段以及位于所述第一槽段和对应的所述m-1级流道之间的第二槽段，所述第一槽段与所述安装孔连通形成所述第一总口，所述第二槽段与对应的所述m-1级流道连通形成标定流道口，所述第一总口和所述标定流道口在所述标定线所对应的轮廓段互不重合，所述第二槽段的横截面积大于所述第一槽段的横截面积。

18、可选地，所有所述内连通口在所述标定线上所对应的轮廓段中包括至少部分位于标定轮廓段上的第二段；

19、和/或，覆盖轮廓段的长度大于所述标定轮廓段的长度，所述覆盖轮廓段包括各所述内连通口在所述标定线上所对应的轮廓段，以及，位于所述标定线上，且用于连接相邻所述内连通口所对应的轮廓段的连接轮廓段。

20、可选地，所述标定轮廓段完全落在所述覆盖轮廓段上，且所述覆盖轮廓段的一端或两端超出所述标定轮廓段。

21、可选地，所述安装孔内所述主极板沿所述厚度方向的至少一侧用于形成电解腔室，对应于同一侧所述电解腔室设置的所述m级流体流道中包括至少一个进液流道和/或至少一个流出流道，所述进液流道用于供电解液流入相对应的所述电解腔室，所述流出流道用于供电解产物流出相对应的所述电解腔室；

22、和/或，所述一级流道沿所述厚度方向向至少一侧贯穿所述框体设置并在端部形成所述外连通口；

23、和/或，m≥3时，所述m级流体流道中位于所述m级流道和所述一级流道之间的各级流道为中间级流道，沿靠近所述一级流道的方向，一级或多级所述中间级流道的至少一个流道的宽度逐渐减小。

24、第二方面，本实用新型提供一种极板，包括如上第一方面所述的极框。

25、可选地，所述主极板上设置有凹凸结构，所述凹凸结构的截面形状为圆形或棱形。

26、可选地，所述棱形的锐角顶点的连线沿上下方向延伸设置。

27、第三方面，本实用新型提供一种电解槽，其包括如上第二方面所述的极板。

28、相对于相关的现有技术，在本实用新型的极框、极板及电解槽中，通过设置m级流体流道，其中，m级流道用于在所述主极板的一侧与所述安装孔的内壁连通并形成内连通口，一级流道用于在所述安装孔之外的位置与外部连通并形成外连通口，内连通口的数量大于一级流道的数量，也即，m级流道的数量大于一级流道的数量，从而可以在不增大一级流道的横截面积的情况下对其他各级流道进行结构设计，来满足m级流体流道的内连通口所在一端的覆盖需求。具体而言，当至少两个所述标定内连通口处的流体流向呈夹角设置时，可以增大所有内连通口所共同覆盖的范围，和/或，当所有所述内连通口在基于所述安装孔的标定线上所对应的轮廓段中包括至少部分位于标定轮廓段之外的第一段时，可以降低对内连通口的位置限制，可以降低对内连通口所共同覆盖的区域限制，从而在一定程度上增大所有内连通口所共同覆盖的范围。从而在例如m级流体流道用于向主极板一侧的电解腔室供给电解液时(即m级流体流道为进液流道)，便于电解液快速分配至整个电解腔室，提高电解液的流动性，此时，在例如一级流道的位置高于电解腔室的最低端的极端情况时，可以通过标定内连通口处结构设计使得标定内连通口处流体流向靠近该最低端的位置，和/或，使得至少一个内连通口相对于一级流道靠近该最低端设置，从而可以避免极端情况下在该最低端位置处产生流动死区。例如m级流体流道用供电解产物流出时，能够扩大电解产物的接收范围，从而便于电解产物的快速排出(即m级流体流道为流出流道)。本实用新型能够在一定程度便于电解液的快速流入或电解产物的快速流出，能够提高电解腔室内流体的均流性，可以在一定程度上提高电解效率；并且，不会增大一级流道的横截面积，从而可以避免因一级流道的横截面积过大而导致的从一级流道处漏电量的增加，也可以避免因一级流道的横截面积过大而影响极框的框体的结构稳定性。