[发明专利]一种金属锂电解槽阴极结构及电解槽

说明书

本发明公开了一种金属锂电解槽用阴极结构，包括出电板、阴极筒、导电柱和连接板，出电板为扇形结构，具有一个连接端，出电板的扇形结构的两端分别与导电柱连接，导电柱与连接板连接，连接板与阴极筒连接。本发明的有益效果在于：将阴极件放置在电解槽的槽盖上，采用绝缘块支撑。避免了阴极在电解槽槽体上开孔，解决了电解槽中电解质泄漏问题。阴极件上的出电板上的圆孔直径：Φ10～Φ30mm，扇形夹角a：90～150°。阴极筒上斜孔直径：Φ10～Φ30mm；斜孔的开孔率：5‑20％。在阴极上开孔后，电解质能够通过斜孔迅速进入到电极区域内，将电极区域内的热量迅速带出，使电解槽电极区域的局部高温现象得到解决。应用本发明能够使电解槽长期稳定运行。

技术领域

本发明属于一种锂电解槽技术领域，具体涉及一种金属锂电解槽用阴极结构及电解槽。

背景技术

熔盐电解法是目前工业化生产金属锂常用的方法。金属锂电解槽是制备金属锂的关键设备。金属锂电解槽一般由槽体、槽盖、阴极和阳极等组成。电解槽的阴极一般采用安装在槽体上，阴极臂从槽体上插出，阴极臂与槽体之间采用特殊的材料进行密封。也有将阴极从槽底插入电解槽。槽底与阴极之间同样采用特殊材料进行密封。目的是放置电解质从阴极与槽体之间的缝隙出外泄。由于阴极需要通过较大的直流电流强度，电解槽内温度在400～450℃范围，阴极材质为钢，膨胀系数比较大，因此阴极在受热膨胀受冷收缩反复作用下，易在连接部位形成间隙，导致密封失效，电解质泄漏。

另外，现在的电解槽，在阴极与阳极形成的电极区域内，电解质对流效果不好，导致热量不能及时扩散，形成电极区域局部高温，导致电解质对流紊乱。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属锂电解槽用阴极结构及电解槽，它能够解决：(1)阴极臂与槽体之间的密封问题，防止电解质泄漏；(2)阴极区域电解质的对流问题。

本发明的技术方案如下：一种金属锂电解槽阴极结构，包括出电板、阴极筒、导电柱和连接板，出电板为扇形结构，具有一个连接端，出电板的扇形结构的两端分别与导电柱连接，导电柱与连接板连接，连接板与阴极筒连接。

所述的阴极筒为圆柱形。

所述的阴极筒为钢制件。

所述的在筒壁上均匀开设斜孔。

所述的斜孔安装方向向上。

一种应用金属锂电解槽阴极结构的电解槽，包括阴极件，绝缘块，阳极，槽盖，收集器，隔膜，电解槽槽体；所述的阴极件设置在绝缘块上，绝缘块设置在槽盖上，阳极安装在槽盖上，阳极与阴极件形成电极对，收集器设置在槽盖下部，隔膜固定在收集器下端，槽盖设在电解槽槽体上，电解槽槽体承装电解质。

所述的电解槽槽体的中心线与阴极件的中心线重合。

所述的阳极的中心线与阴极件的中心线重合，

所述的收集器的中心线与阴极件中心线重合。

所述的隔膜的中心线与阴极件的中心线重合。

本发明的有益效果在于：将阴极件放置在电解槽的槽盖上，采用绝缘块支撑。避免了阴极在电解槽槽体上开孔，解决了电解槽中电解质泄漏问题。阴极件上的出电板上的圆孔直径：Φ10～Φ30mm，扇形夹角a：90～150°。阴极筒上斜孔直径：Φ10～Φ30mm；斜孔的开孔率：5-20％。在阴极上开孔后，电解质能够通过斜孔迅速进入到电极区域内，将电极区域内的热量迅速带出，使电解槽电极区域的局部高温现象得到解决。应用本发明能够使电解槽长期稳定运行。

附图说明

图1为本发明所提供的一种金属锂电解槽阴极结构示意图；

图2为出电板结构示意图；

图3为阴极筒结构示意图；

图4为一种应用金属锂电解槽阴极结构的电解槽主视图；