[实用新型]一种制备高浓度钒电解液的电解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电解装置，具体涉及一种制备高浓度钒电解液的电解装置。

背景技术

钒电解液是钒电池的重要组成部分，是能量储存的载体，电解液与电堆是独立的，容量可根据电解液的体积和浓度调节。目前，钒电池电解液的制备方法主要有化学合成法和电解合成法。

化学合成法主要是通过氧化还原反应将不易溶于水的钒的高价氧化物还原为较易溶于水的低价态的钒离子，这种方法是利用从石煤中提取的V₂O₅制备钒电池用电解液，即先将V₂O₅在H₂SO₄中溶解活化，然后用中强还原剂使V(V)还原为V(IV)或V(Ill)。此种方法制得的电解液的浓度不高，不利于提高钒电池的能量密度。

电解法是将V₂O₅在硫酸溶液中进行电解，还原得到低价的钒离子溶液，电解法制备钒电解液分为直接电解和用还原剂还原后电解两种方式。直接电解方式是在阴极单元槽加入V₂O₅、H₂SO₄和添加剂，使用搅拌器进行搅拌，阳极单元槽加入硫酸水溶液进行电解。此方式虽然可制备高浓度的钒电解液，但存在电流效率低、反应速度慢、槽电压偏高、能耗高、环境不友好等缺点。还原剂还原电解方式是先用二氧化硫、草酸等还原剂将固体V₂O₅溶解还原，再将溶液注入到钒电池中进行电解，此方式虽然也可以制备高浓度的全钒电解液，但存在还原剂加入量难以把控，易引入杂质，而且在进行还原反应时需要高温加热，反应过程中易产生大量高温气体，从而导致操作危险，对装置的安全性能要求较高等缺点。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可降低槽电压、减小能耗、增加电流效率、加快反应速率、环境友好，成品纯度高的制备高浓度钒电解液的电解装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种制备高浓度钒电解液的电解装置，包括槽体、设置在槽体上的盖板、设置在槽体内的隔膜、电极和槽体外的回流泵，其特征在于：所述的槽体由阳极槽和阴极槽两个半槽组成，所述的隔膜设置在两个半槽之间；所述的电极由导电板与导电毡组成，所述的回流泵为两个，分别设置在阳极槽和阴极槽的一侧，所述的回流泵通过管道分别与两个半槽连通。

所述的阳极槽和阴极槽的槽体一侧的上部分别设置有进液孔，另一侧的下部分别设置有出液孔，连接处向外侧延伸的边框上分别设置有对应的螺栓孔。

所述的盖板嵌设在槽体的槽口处，盖板与阳极槽和阴极槽的对应处分别设置有排气孔。

所述的隔膜为阳离子交换膜、阴离子交换膜、Naffion膜的一种。

所述的电极分为阳极槽电极和阴极槽电极,所述的阳极槽电极由导电板与导电毡粘结组成,所述的阴极槽电极由导电板与导电毡粘结组成,

所述的导电板为铅板、石墨板、DSA电极板的一种；所述的导电毡为碳毡、泡沫镍、不锈钢纤维毡的一种。

所述的回流泵为耐磨、耐腐蚀砂浆泵或氟塑料磁力泵的一种。

所述的管道为耐腐蚀PVC软管或硬管。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、本实用新型在电解槽外的一侧设置回流泵，回流泵将电解液连同未反应的V₂O₅从电解槽下部的出液孔抽出，然后从上部的进液孔输送回电解槽内，使槽体内的电解液形成动态回流，以此达到充分电解的目的，从而减小浓差极化、降低槽电压，同时易于电解槽的密封，有效杜绝酸雾的挥发。

2、本实用新型采用具有较好导电性能和化学稳定性的复合阳极和复合阴极，即在单一电极的导电板上粘结导电毡，由于导电毡具有丰富的微孔和高的比表面积，耐酸、碱，灰份少，有效加大了电极的反应面积，加快反应速率，减小电流密度、增加电流效率，减小能耗，成品纯度高。

3、本实用新型在槽口的凹槽中设置有活动盖板，可将防止引入杂质和废气排放，同时在盖板与阳极槽和阴极槽的对应处分别设置有排气孔，可通过排气管引出废气，并与碱液池联通，避免电解过程中产生的废气对环境造成污染。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的A-A截面图。

图3为图1的B-B截面图。