[其他]单、双极电解槽及其电极结构

说明书

本发明涉及单、双极隔片或单、双极隔膜电解槽，具体涉及由多重电解池构成的电解槽，更具体与其电极分布和电流分布及电极的结构有关。

正如本行业专家广为知道的那样，许多隔离片（多孔隔片或离子交换膜）所装备的电解槽由一系列中间电极结构组成，隔离片置于阳极室与阴极室之间，中间电极结构实行电连接且置于两个电极终端结构之间。每一电解槽的电池用许多隔离片隔开，该隔离片作为电流分布器及支撑电极的装置。电极通常由合适的材料制作成的多孔片或穿孔片或小孔片构成，例如，用钛制阳极，镍或钢制阴极。

每一中间电极结构由一个所述的隔离片及相应的电极组成。

所述电极结构安装在所谓的压滤器装置中，电极装置用诸如连接杆、支撑柱之类的合适的器件压在一起。从具体需要和实际经济考虑，电接线既可用串联也可用并联。

在串联情况下，加在电极终端结构上的电流导致属于同一电极结构的电流分布面间的双极性，因此由一个面支撑的电极就是电池的阳极，而由其反面支撑的电极就是相邻电池的阴极。

在并联情况下，使用一系列的电接触输送电流，这些电接触连接着导电条和每一所述隔离片。这样，电流纵向地从隔离片流过，然后依靠支撑部分传输至电极。采用并联时，将两个相邻电池隔开的同一导电片支撑的两个电极具有相同极性（单极电解槽）。为了保证此类电解槽的电流尽可能均匀分布，就有必要将电流分布片内部的电阻损耗减至最小程度。正如所知，电流的不均匀分配会导致能量损耗的增加及电极和隔膜使用寿命的缩短。

电解槽越大，则电流分布片上的电流更难均匀分布，所以，具有良好导电性能的材料是制作导电片的最佳材料。十分遗憾的是，表现出良好的导电性能的金属常常又不能承受住电解槽腐蚀性的环境。因此，实用中的金属实际上不太导电，但却具有承受电解槽环境的能力，例如，采用钛作阳极结构，采用镍作阴极结构。所以，实际上输送到距离导电条连接处较近的电流分配片部分的电流，要比输送到距离导电条连接处较远的电流分布片部分的电流大。

进一步遇到的问题就是所述电解槽的装配过程，这一过程包括若干个将电极连接至支撑工具上的焊接，支撑工具依次焊接在电流分布片上。美国专利第4，464，242号，通过一个冲压过程在金属片两侧获得支撑电极的结构，从而减少了安装的复杂性。这种又起着电流分布片作用的金属片必须用抗蚀性材料制得，这样，由于上述原因，考虑到压制片的尺寸，在一定限度内保持电流分布的不均匀性的需要使受到了极其严格的限制。

美国专利第4，488，946号描述了一种带有一个电流传导及分布装置的电极结构，电流传导及分配装置的两侧带有间柱及凸部，间柱及凸部由低电导率的粗质材料制成（钢、铸铁或类似的材料），为了补偿电阻损耗，电极结构厚度突出，而且通过铸型而获得。铸铁、铸钢或类似材料的铸件则必须用抗蚀性金属衬套覆盖，适当成形，用电焊使之与间柱和凸部相连。

这样制成的电极结构实际上考虑到了电流的均匀分布，正如美国专利第4，464，242号，所需电焊数目也能容许，然而为了使电阻损耗降至最小，电极装置需要较大厚度，每一单个电极结构质量很大，而且作为一个简单的冲压过程，铸塑当然也不是那样容易和经济。

本发明可获得一种滤压电解槽，甚至可以是一种为使电流的均匀分布而装备的大尺寸电解槽，它重量轻，装配过程简单且经济。

更具体地说，本发明电解槽具有两个电极终端结构，至少有一个中间电极结构安插在所述电极终端结构之间，在所述中间电极结构的每一侧上的隔离片（多孔隔片或离子交换膜）将电解槽分隔成阳极室和阴极室，隔离片作为传输电解电流至电解槽的工具和向电解室供应电解液及从电解室排出电解产物的工具。所述电解槽其特征在于中间电极结构包括有：

a）至少包括一块高度导电的金属片构成的电流传导及分布中心部分;

b）装备有或不装备有一组基本平行的、所述中心部分两个表面上凸出的肋条，这些肋条由对中心部分的一块或多块金属片的冷压或热压制得，也可用电学的或机械的方法将导电部件接在所述中心部分上而制得。

c）一对冷压或热压的衬套，所述中心部分的每一侧均有一个这样的衬套，衬套用抗蚀性金属制成，使这些衬套成形，以便在装配各种肋条时安装在肋条上;此外，当中心部分上无肋条时，衬套基本为带有加在其上的平行肋条的平整面;所述衬套具有基本上与衬套平面平行的外围凸出边;

d）基本上平整的电极隔板电连接至所述衬套。

该中心部分衬套、肋条和电极隔板相互之间实行电连接，支撑部件安插在每一衬套的外围凸出边与相应中心部分凸出区之间。