CN108713074B - 用于电化学电池的安全阳极 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电化学电池的安全阳极，为由悬挂结构构成的竖直阳极类型，该悬挂结构基于第一水平杆、由铜或铝芯部和钛外层限定的第二竖直分配杆、以及涂覆或未涂覆的钛阳极板，该钛阳极板在两侧附接到第二分配杆，使得安全阳极包括适配器元件，该适配器元件包括至少一个电流限制器组件，其布置在至少一个第二竖直分配杆和至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板之间，将竖直分配杆连接到涂覆或未涂覆的钛阳极板。

Description

用于电化学电池的安全阳极

发明目的

如本说明书的标题所述，以下的发明涉及用于电化学电池的安全阳极，为用于电化学电池特别是用于金属电解提取的竖直阳极类型，阳极由悬挂结构组成，基于水平供电导体杆和连接到电流供应杆的竖直分配杆，分配杆由铜或铝芯部以及钛外层或表皮限定。

基于该常规实施例，本发明的第一个目的是竖直分配杆和涂覆或未涂覆的钛阳极板之间的电连接通过相应的适配器元件提供，该适配器元件包括电流限制器组件，以防止可能破坏或损坏涂覆或未涂覆的钛阳极板的短路。

本发明的第二个目的是减少氧气泡与硫酸排放的分散，将它们引导通过阳极的中心部分，因此阳极板相对于由竖直分配杆限定的竖直平面成一角度布置，以产生烟囱效应，从而携带它们且便于收集器收集，避免有害的“酸雾”及其严重的环境影响。

这导致显著的经济优势，因为一方面，它避免了涂覆或未涂覆的钛阳极板的破坏或损坏，另一方面，如果发生短路，受影响的板不会被破坏而其它板继续运作。

技术领域

本说明书描述了用于电化学电池的安全阳极，并且适用于电解金属(例如铜)的电池。

背景技术

首先，可以说明，容器、罐或电化学电池填充有电解质溶液，除了其它成分之外，该电解质溶液由待沉积的金属等组成，并且在交替位置中，多个阳极/阴极对浸没在该溶液中，当供应有电流时将金属沉积在阴极上。

这意味着当在所述电池中使用竖直阳极用于金属电解提取时，所述竖直阳极由悬挂结构构成，基于水平电流供应导体杆和连接到电流供应杆的竖直分配杆，分配杆由铜或铝芯部以及钛外层或表皮限定。

因此，涂覆或未涂覆的钛阳极板电连接到分配杆，阳极电解操作发生在阳极板的表面上。

常规阳极在每个水平电流供应杆的竖直杆的数量方面呈现多种组合。

如所指出的，在金属电解提取方法中使用的常规竖直杆是具有铜或铝芯部以及钛外层或表皮的双金属杆。铜或铝具有低电阻率，这是有效传输大电流所必需的，钛保护铜或铝免受电解质的化学侵蚀，同时允许将涂覆或未涂覆的钛阳极板连接到这些竖直杆。

以这种方式，为了获得最佳输出和最大容量，阳极且特别是金属电解提取过程中使用的阳极表面在阴极附近操作并且相对于短阳极-阴极距离具有大表面积，例如，100x100厘米的表面，间隔5cm。在阴极表面上的任何点处的平坦度的任何变形或改变的情况下，这不可避免地引入阳极和阴极之间的电接触的风险，或者换句话说，短路。

阴极表面本质上是不稳定的，因为它们的厚度在生产过程本身期间快速变化，并且还因为阴极在其表面上的单个点处的厚度增加减小了阳极-阴极距离，这降低了电阻，并且适用于欧姆定律，在所述的相关点处增加离子电流。

增加电流或离子沉积增加了沉积在所述点上的金属的厚度，使得这些事件清楚地呈现正反馈***，如我们所知，这是本质上不稳定的过程，在这些情况下最终产生阳极-阴极接触或短路。

此外，任何对准误差或现有的机械变形也将导致阳极-阴极直接接触或短路。

一旦在阳极和阴极之间建立了直接电接触，电解质和阳极之间的潜在电化学屏障消失，并且电解质的相对高的电阻也将被消除。在这些情况下，电流达到不可接受的值，损坏或破坏涂覆或未涂覆的钛阳极板，同时造成显著的生产损失。

此外，在用于金属电解，特别是铜电解的电池中的阳极的工作过程中，产生具有硫酸的氧气泡，这种现象被称为“酸雾”。这种“酸雾”造成了严重的环境污染问题，并且可能直接影响工厂操作人员的健康，需要在工作室中使用口罩，并且导致工厂所在区域的环境恶化。

例如，在铜电解提取的情况下，电解质主要由硫酸和硫酸铜的溶液组成。在其正常的电解过程中，阳极产生持有硫酸的被污染的氧气泡；这些气泡的大部分离开电解质并形成周围大气的一部分，形成所谓的酸雾。

此外，电流限制器是对特定值以上的任何电流作出反应并取消的装置，该值是特定装置或型号的特征。

一个非常熟悉的例子是我们家中的保险丝；当网络中的电线短路或直接接触时，保险丝熔断并断开，使我们处于黑暗中。然后我们必须重置或更换保险丝以再次提供照明。我们使用这个例子来解释复位的概念，并详细介绍在一段时间之后，如果物理短路不再存在，并且在没有外部干预的情况下灯自动重新启动的可能性。在这种情况下，保险丝是自动复位保险丝。

有两种方法可以防止短路；一个是取消或强制电流为零，另一个是将电流调制到允许的较低值。两种情况都被认为是电流限制器，但我们将前者称为数字开关限制器，后者称为模拟限制器。

我们还可以引用专利文献WO2015/079072，其描述了用于金属电解提取的阳极结构，其包括水平支撑杆和涂有塑料或环氧树脂的竖直杆，称为具有面积为25至225cm²的子网格的阳极板通过相应的布线和/或印刷电路附接到电源，所述布线和/或印刷电路由一系列绝缘结构保护，并且安装在涂有塑料或环氧树脂的杆内。

发明内容

本发明涉及如权利要求1所述的用于电化学电池的阳极，该阳极为竖直阳极的类型，包括悬挂结构，所述悬挂结构具有/包括：

-水平电流供应导体杆；

-一个或多个竖直分配杆，所述一个或多个竖直分配杆附接到电流供应杆，分配杆包括：

○芯部，该芯部由选自铜、铝、铅及其合金的导电元件制成，和

○外层或表皮，该外层或表皮由选自钛或其合金、阀金属或其合金以及铅或其合金的材料制成，以及；

-至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板，该钛阳极板与竖直分配杆相关联，

其特征在于，阳极(1)包括布置在至少一个竖直分配杆(3)和至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)之间的适配器元件(6)，适配器元件(6)包括具有电流限制器(10)的至少一个电流限制器组件(7)，所述电流限制器组件(7)与所述至少一个竖直分配杆(3)和所述至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)相关联，使得竖直分配杆(3)连接到涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)。

表达“竖直分配杆”是指任何和所有棱柱形元件，其能够承受(竖直)悬挂位置并且适于与适配器元件相关联或附接。所述一个或多个“竖直分配杆”可以具有圆形、卵形或多边形的截面，它们可以具有不同的纵横比，并且在极限情况下，可以是面板，例如引线面板。此外，表达“阳极板”是指任何形状和尺寸的元件，其适合用作阳极并且具有至少一个能够产生氧气或氯气的表面；更具体地，阳极板可以是平的、弯曲的或部分弯曲的、波纹状的、实心的、多孔的、有小孔的、切割的、蚀刻的或穿孔的材料。

该发明内容描述了一种用于电化学电池的安全阳极，为由悬挂结构构成的竖直阳极类型，其基于：

-水平电流供应导体杆；

-竖直分配杆，其连接到电流供应杆，分配杆由以下部分组成：

○铜芯部或铝芯部，和；

○钛外层或表皮，以及；

-与竖直分配杆相关联的至少一个涂覆的钛阳极板，

使得安全阳极包括适配器元件，该适配器元件包括电流限制器组件，该电流限制器组件布置在至少一个竖直分配杆和至少一个涂覆的钛阳极板之间，该适配器元件将相应的竖直分配杆连接到与其附接的涂覆的钛阳极板。

在另一个实施例中，阳极的悬挂结构具体包括：

-水平供电导体杆；和

-竖直分配杆，其连接到电流供应杆，分配杆包括：

○铜芯部或铝芯部，和

○钛外层或表皮；以及

-与竖直分配杆相关联的至少一个涂覆的钛阳极板。

在本发明的一个实际实施例中，安全阳极的适配器元件由电流限制器组件限定，该电流限制器组件直接附接到竖直分配杆和涂覆或未涂覆的钛阳极板，以将竖直分配杆连接到阳极板。

这意味着适配器元件由电流限制器组件本身限定。

在本发明实际实施例的第一变型形式中，安全阳极的适配器元件由钛条带限定，钛条带保持电流限制器组件，钛条带附接到竖直分配杆和相应的涂覆或未涂覆的钛阳极板，阳极板的表面积为250至1670cm²，附接到电流限制器组件。

在本发明的实际实施例的第二变型形式中，安全阳极适配器元件由钛条带限定，该钛条带保持两个电流限制器组件，其两端各有一个，钛条带附接到竖直分配杆并且该对电流限制器组件附接到相应的涂覆或未涂覆的钛阳极板。

同样，包括至少一个电流限制器组件的安全阳极适配器元件附接到相应的竖直分配杆，以相对于竖直平面限定微小角度，使得与其附接的涂覆或未涂覆的钛阳极板具有相同的角度。作为“微小角度”，应该理解为相对于竖直线的小角度，也就是说，大小较小的角度。优选地，如图所示，相对于杆(3)的竖直平面，微小角度等于或小于3.25度。在更优选的实施例中，相对于杆(3)的竖直平面，微小角度为3度。

包括至少一个电流限制器组件的阳极适配器元件可以在它们安装的微小角度上具有不同的大小，其中与它们相关联的阳极板也根据相对于竖直平面倾斜成不同角度。

此外，包括至少一个电流限制器组件并且在它们安装的微小角度上具有不同大小的阳极适配器元件沿着相应的第二竖直分配杆的长度附接，其大小从底部到顶部增加，对氧气泡和酸的向上流动造成烟囱效应。

形成适配器元件的一部分的钛条带可以具有管状构造，在其中心内部部分中包含电流限制器，该电流限制器与至少一个以直角弯曲的片材相关联，所述片材延伸到外部并且相应的阳极板附接到所述片材。

同样地，形成适配器元件的一部分的钛条带可以在其上插置有环氧树脂或类似材料的块，在该块中嵌入有电流限制器。

由于阳极的存活通常受到上述短路的影响而不是由于其它原因，因此当阳极能够承受短路而不会遭受严重损坏并且保持工作时，可以说阳极是安全的。

因此，形成适配器元件的一部分并且电流限制器集成在其中的电流限制器组件由盒子限定。术语盒子是指壳体、外壳、部分或完全的封闭件，其完全地或部分地容纳或包括钛条带。盒子可以由任何材料制成，只要它适合于其预期目的并且适合于浸入电解浴的酸性环境中以用于金属电解提取。在优选的情况下，盒子由适于所述目的的导电材料制成，更优选地，其由钛或其合金制成。盒子可以包括或不包括绝缘材料，使得在特定实施例中，钛条带由包含其的盒子的绝缘材料绝缘，绝缘介质包含一个、两个或更多个电流限制器，电流限制器通过一个端子连接到中间钛条带并通过另一个端子连接到盒子。

同样，形成适配器元件的一部分并且电流限制器集成在其中的电流限制器组件由一对双金属钛/铜件限定，其中铜表面彼此面对，在铜表面之间插置有电流限制器，该电流限制器由聚合物层和两个表面上的相应的铜片材构成，对应于嵌入的两个相对的双金属片的铜的宽度具有横向中心和周边凹陷，所述凹陷填充有环氧树脂或类似的绝缘体。

本发明的另一个目的是一种用于金属电解提取的电化学电池，其包括至少一个如前所述的阳极。在优选的情况下，电池用于非铁金属的电解提取，包括但不限于铜或镍。

为了完成下面提供的描述，并且为了帮助使本发明的特征更容易理解，本说明书附有一组附图，这些附图通过说明而非限制的方式表示本发明的最具特征的细节。

附图说明

图1示出了常规阳极的侧视图，其中水平电流供应杆、竖直分配杆以及与竖直分配杆相关联的两个涂覆或未涂覆的钛阳极板是可见的。

图2和3分别示出了通过将涂覆或未涂覆的钛阳极板焊接到竖直杆上的常规附接的正视图和平面图。

图4和5分别示出了通过包括电流限制器组件的适配器元件将涂覆或未涂覆的钛阳极板附接到竖直分配杆的正视图和平面图。

图6和7分别示出了通过适配器元件将涂覆或未涂覆的钛阳极板附接到竖直分配杆的正视图和平面图，该适配器元件包括如第一实施例中所规定的钛条带和电流限制器组件。

图8示出了附接到竖直分配杆的适配器元件的前视图，该适配器元件由钛条带构成，并且在其端部处具有相应的电流限制器组件。

图9示出了一个实施例的平面图，其中根据第二实际实施例，适配器元件包括钛条带和两个电流限制器组件。

图10和11分别示出了根据两个实际实施例变型形式的电流限制器组件与钛条带的端部连接的横截面图。

图12和13示出了由钛条带和两个电流限制器组件构成的适配器元件与竖直杆附接的前视图以及相应的阳极板附接到电流限制器组件的平面图。

图14示出了钛条带的实际实施例的第一变型形式的平面图，其形成适配器元件的一部分，具有管状构造并且在其内部结合有至少一个电流限制器，与以直角弯曲的延伸片材相关联，相应的阳极板附接到该延伸片材。

图15示出了钛条带的实际实施例的第二变型形式的平面图，其形成适配器元件的一部分，其中电流限制器本身嵌入环氧树脂或类似材料的块中，上述钛条带被限制器分开，所述钛条带在一端处附接到竖直杆，在另一端处附接到相应的阳极板。

图16、17和18分别示出了实际实施例的前视图、正视图和平面图，其中阳极板相对于竖直平面以微小角度安装。

图19和20示出了实际实施例的前视图和平面图，其中一系列涂覆或未涂覆的钛阳极板附接到第二竖直分配杆，示出了阳极板如何具有微小角度，该角度从下部部分到上部部分增大，或者换句话说，从底部到顶部增大，以产生烟囱效应。

图21示出了前一图的实施例的侧视图，其中示出了由于阳极板的倾斜布置产生的烟囱效应而导致气泡跟随的路径。

图22和23示出了适配器元件的附接的前视图和相应的阳极板附接到电流限制器组件的平面图，该适配器元件包括具有电流限制器和内部边界的电流限制器组件，该内部边界是具有U形形状并附接到竖直杆的钛条带，所述钛条带被容纳在外部边界中，该外部边界是盒子，该盒子形成U形容器。

具体实施方式

如上述图中所示并且根据指定的编号，可以看出如何从常规构造开始，其中阳极1由基于电流供应导体杆2和一系列竖直分配杆3的悬挂结构构成，至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板4附接到该悬挂结构(下文中我们将这些简称为阳极板)，附图中的图1示出了在所述实际实施例中阳极如何具有两个阳极板4。在所述常规实施例中，阳极板4通过点焊5附接到竖直分配杆3，如附图的图2所示。

从上述常规构造开始，本发明的第一个目的是基于适配器元件6的结合，该适配器元件包括至少一个电流限制器组件7，如图4所示，电流供应或连接通过该电流限制器组件从相应的竖直分配杆3建立到阳极板4。

根据图4和5，在一个实际实施例中，适配器元件6包括电流限制器组件7，该电流限制器组件直接附接到竖直分配杆3和阳极板4，使得电流通过电流限制器7从竖直分配杆3到达阳极板。在该实施例中，电流限制器组件7本身用作适配器元件6。

此外，根据附图的图6和7，在实际实施例的第一变型形式中，适配器元件6由钛条带8限定，钛条带在其一端处附接到竖直分配杆3并且在另一端处包括电流限制器组件7，而根据附图的图8，在实际实施例的第二变型形式中，适配器元件6由附接到竖直分配杆3的钛条带8构成，该钛条带在每个端部处均具有电流限制器组件7，相应的阳极板4附接到电流限制器组件7，电流从竖直分配杆3通过钛条带8和对应的电流限制器7到达阳极板4。

优选自动复位的电流限制器组件将实施为使用工业中可用的任何机构，也就是说，双金属断路器、具有自动复位的数字熔断器、具有自动复位的模拟熔断器、具有截止或调节的晶体管等。

作为示例并且根据附图的图8、9和10，我们可以陈述用作适配器元件6的部件的第一类型的电流限制器组件7可以由一对钛/铜双金属件9，其中铜表面彼此面对，在铜表面之间插置有电流限制器10，该电流限制器由聚合物层和两侧上的对应的铜片材构成，对应于彼此面对的两个双金属件9的铜的宽度具有横向中心和周边凹陷，所述凹陷填充有环氧树脂11或类似的绝缘体。

以这种方式，附图的图8示出了关于电流限制器组件7，两个阴影部分将如何对应于双金属件9的铜并且围绕它们的轮廓将如何对应于横向中心和周边凹陷，在两个双金属件9与插置在它们之间的电流限制器10本身的连接中，其将填充有环氧树脂11或其它绝缘材料。

根据附图的图11、12和13的第二种类型的电流限制器组件7可以由钛盒子12构成，钛条带8的插置有绝缘材料13的一端容纳在该钛盒子中，绝缘材料13中包括两个电流限制器10，使得优选地包括两个钛盒子12，如附图的图13所示，钛条带8的每一端处有一个钛盒子，其通过一个端子连接到钛条带8，并且通过其另一个端子连接到钛盒子12，换句话说，电流将是竖直分配杆3——钛条带8——电流限制器10——钛盒12——阳极板4。

我们注意到，我们省略了对每个适配器元件的3个、4个等限制器的扩展的解释，因为我们认为很明显是基于每个适配器提供1个和2个限制器的情况。

绝缘材料13可以是环氧树脂或塑料材料层，或者任何其它等效材料。

逻辑上，关于适配器元件描述的结构同样可以具有与所描述的那些等同的其它实施例，因此，在附图的图14中，可以看到形成适配器元件6的一部分的钛条带8如何可以具有管状构造并且在其内部容纳电流限制器10，完全绝缘，与相应的阳极板4所附接的以直角弯曲的第一片材14相关联。同样，双重构造也是可能的，使得两个以直角弯曲的片材14从管状条带8的内部延伸，每个端部处一个片材，与对应的阳极板4附接。

同样，根据图15的实施例，形成适配器元件6的一部分的电流限制器本身可以嵌入插置在钛条带8上的环氧树脂块15中，其被分成两部分，并且钛条带8以直角弯曲，以便能够将其附接到相应的阳极板4上。如在先前的情况中那样，适配器元件可以具有双重构造以将其附接到两个阳极板4。

每个阳极1的竖直分配杆3和阳极板4的数量不影响本发明的目的，但是足够数量的这些部件将使得可以调节装置的性能和成本，使得实际数量的元件是：每个阳极有3个竖直杆、30个适配器元件，每个适配器元件供给2个阳极板，因此每个阳极总共有60个阳极板。此外，阳极板的面积为250至1670cm²。

另外，在常规的阳极中，阳极板4的数量是一个或两个，使得在两个板的情况下，每个表面有一个板，如图1中所示。尽管本发明的目的可以应用于这种常规模型，但是如果每个阳极安装更多数量的阳极板4，则其效率会提高，并且成本和安装困难也会阻止过高的值，从而在两者之间进行折中。

我们认为阳极材料区域限定了与另一个不同的阳极板，条件是两个区域之间的电阻足够高，以便当与其中一个建立阴极接触时，另一个可以继续其电解过程，至少达到活动量的30％。

每个适配器元件6将包括至少一个电流限制器组件7，其在短路的情况下将切断电流或至少将该电流限制到可接受的值，可接受的值被认为是对于阳极的完整性不危险并且不表示大的电流损失的值。我们建议使用与正常操作电流或额定电流相似的值，但我们可以使用更高的值，而不会显著影响性能，直至不超过额定操作电流值的五倍的短路电流。

此外，本发明的第二个目的是试图控制由阳极电解产生的“酸雾”的排放。为此，在用于电解金属(例如铜)的电池中，对于供给通过以微小角度布置阳极板4(如图17、20和21所示)而间隔10至30mm的两个阳极板4的阳极，如图1所示，可以控制和引导产生的气泡，从而由于可以通过各种各样的方式获得的阳极板的角度而获得遵循箭头“A”的路径。

此外，改变阳极板的角度大小，并从底部向上以增大的角度布置它们，以倒置的人字形图案形成的布置产生烟囱效应，使得可以避免分散并允许控制酸气泡的排放，原因在于气泡受到限制并且就像在阳极的阳极板两侧之间的烟囱中一样上升。

如我们所提到的，阳极板的角度可以以不同的方式实现，并且因此，首先，包括电流限制器组件7的适配器元件6(附图的图5)可以直接以期望的角度附接到竖直分配杆3，或者钛条带8本身可以根据期望的角度附接到对应的竖直分配杆3，或者如图17和18所示，钛条带8本身可以是扭曲的并且其端部可以成角度，并且当附接对应的电流限制器组件时，附接到其上的阳极板将具有期望的角度。

这种将气泡的向上流动集中在阳极内的现象具有以下优点：

√因为阳极和阴极之间的向上气泡是绝缘体，所以它们增加了电解质的有效电阻，从而降低了电解质对阳极和阴极之间电流通过的阻力；

√阴极板上的铜沉积更均匀；众所周知，存在较高的电流密度，因此在阳极的下部具有较高的短路发生率，或者换句话说，在下部的铜的厚度略大。如果在阳极和阴极之间防止了集中在上部的气泡，则获得的铜板将更平坦，铜板的上部和下部之间的厚度差异更小；

√降低这些气泡到达阴极并引起氧化的可能性，氧化会对金属阴极沉积过程的效率及其质量产生负面影响，以及；

√当大部分酸性气泡通过两个阳极表面的狭窄内部区域上升时，在烟囱出口处安装收集器可以非常有效地收集“酸雾”，从而大大减少环境污染。

此外，在图22和23所示的一个实际实施例中，电流限制器组件(7)包括至少一个外部边界和至少一个内部边界，所述外部边界是包含绝缘材料(13)的盒子(12)，所述内部边界是钛条带(8)，所述至少一个内部边界部分地或完全地容纳在所述至少一个外部边界内，所述至少一个外部边界和至少一个内部边界具有U形轮廓，使得所述至少一个内部边界附接并且部分地包围所述一个或多个竖直分配杆(3)中的至少一个的一部分，并且所述至少一个外部边界与至少一个阳极板(4)相关联或附接。

该实施例具有简化适配器元件的生产并降低生产成本的优点。实际上，所述实施例可以在根据本发明的适配器元件的制造、集成和电效率方面提供改进。关于制造，钛条带(8)和盒子(12)的U形轮廓允许有效地管理和/或减少构建适配器元件所需的钛量。容器由两个U型材构成，一个放在另一个内；这些型材采用长条带自动生产，使用折叠机而具有高效率，无需焊接和困难的切割。此外，焊接电流限制器的引线，使其具有更高的舒适性和效率，使其成为机器人化过程；这意味着高生产能力，而且成本极具竞争力。最后，关于电效率，应该考虑到通过用适配器本身缠绕或围绕电流分配杆，电流路径垂直于适配器的表面，这意味着电路的最大截面和最小长度。

如果需要，上文描述的实施例可以用于允许烟囱效应的构造中。在这种情况下，阳极板安装成相对于竖直位置倾斜或弯曲，以引导气泡从阳极发生的电化学反应流动。例如，阳极板被弯曲成类似于积分符号“∫”的形状，或者技术人员容易认为适合于该目的的任何其它形状。作为另外一种选择，在阳极板和适配器元件之间，可以***导电楔或成形器，其允许阳极板相对于竖直方向以一定角度焊接。

最后，本发明还涉及以下实施例A-K：

A)用于电化学电池的安全阳极，为由悬挂结构构成的竖直阳极类型，其基于：

-水平电流供应导体杆，和；

-竖直分配杆，其连接到电流供应杆，该分配杆由以下限定：

○铜芯部或铝芯部，和；

○钛外层或表皮，以及；

-至少一个钛阳极板，其被涂覆并与竖直分配杆相关联，

其特征在于，安全阳极(1)包括安全阳极适配器元件(6)，其布置在至少一个竖直分配杆(3)和至少一个涂覆的钛阳极板(4)之间，适配器元件(6)包括至少一个电流限制器组件(7)，电流限制器(10)集成在该电流限制器组件中，与竖直分配杆(3)和涂覆的钛阳极板(4)相关联的电流限制器组件将竖直分配杆(3)连接到涂覆的钛阳极板(4)。

B)根据项A的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，安全阳极的适配器元件(6)由电流限制器组件(7)限定，电流限制器(10)集成在该电流限制器组件中，该电流限制器组件附接到竖直分配杆(3)和涂覆的钛阳极板(4)。

C)根据项A的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，安全阳极的适配器元件(6)由钛条带(8)限定，该钛条带保持至少一个电流限制器组件(7)，钛条带(8)附接到竖直分配杆(3)并且对应的涂覆的钛阳极板(4)附接到电流限制器组件(7)。

D)根据项A和C的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，安全阳极的适配器元件(6)由钛条带(8)限定，该钛条带保持两个电流限制器组件(7)，在每个端部处保持一个电流限制器组件，钛条带(8)附接到竖直分配杆(3)并且对应的涂覆的钛阳极板(4)附接到一对电流限制器组件(7)。

E)根据项A的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，包括至少一个电流限制器组件(7)的安全阳极的适配器元件(6)附接到对应的竖直分配杆(3)，以相对于竖直平面限定微小角度，使得与其附接的涂覆的钛阳极板(4)具有相同的角度。

F)根据项E的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，包括至少一个电流限制器组件(7)的阳极的适配器元件(6)在其微小安装角度下可具有不同的大小，与它们相关联的阳极板(4)也相对于竖直平面倾斜成不同角度。

G)根据项F的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，包括至少一个电流限制器组件(7)并且在其微小安装角度下具有不同大小的阳极的适配器元件(6)沿着对应的第二竖直分配杆(3)的长度附接，其大小从底部到顶部增加，从而引起烟囱效应。

H)根据项C的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，形成适配器元件(6)的一部分的钛条带(8)具有管状构造，在该管状构造的中心内部部分中结合有电流限制器(10)，该电流限制器与以直角弯曲的至少一个片材(14)相关联，所述片材延伸至外侧并且对应的阳极板(4)附接到所述片材。

I)根据项C的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，形成适配器元件(6)的一部分的钛条带(8)上插置有由环氧树脂或类似材料制成的块(15)，电流限制器(10)嵌入到该块中。

J)根据项A的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，形成适配器元件(6)的一部分并且集成有电流限制器(10)的电流限制器组件(7)由容纳钛条带(8)的盒子(12)限定，该钛条带由包含该钛条带的盒子(12)的绝缘材料(13)绝缘，该绝缘材料(13)包括两个电流限制器(10)，这两个电流限制器通过一个端子连接到中间钛条带(8)并通过另一个端子连接到盒子(12)。

K)根据项A的实施例的用于电化学电池的安全阳极，其特征在于，形成适配器元件(6)的一部分并且集成有电流限制器(10)的电流限制器组件(7)由一对双金属钛/铜片(9)限定，其中铜表面彼此面对，在铜表面之间插置有电流限制器(10)，该电流限制器由聚合物层和两侧上的相应的铜层构成，对应于两个相对的双金属片(9)的铜的宽度具有横向中心和周边凹陷，所述凹陷填充有环氧树脂(11)或类似的绝缘体。

Claims (16)

1.一种用于电化学电池的阳极，为设置有悬挂结构的竖直阳极类型，具有：

-水平电流供应导体杆，和；

-一个或多个竖直分配杆，所述一个或多个竖直分配杆附接到电流供应杆，分配杆包括：

o芯部，该芯部由选自铜、铝、铅及其合金的导电元件制成，和

o外层或表皮，该外层或表皮由选自阀金属或其合金以及铅或其合金的材料制成，以及；

-至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板，该钛阳极板与竖直分配杆相关联，

其特征在于，阳极(1)包括布置在至少一个竖直分配杆(3)和至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)之间的适配器元件(6)，适配器元件(6)包括具有电流限制器(10)的至少一个电流限制器组件(7)，所述电流限制器组件(7)与所述至少一个竖直分配杆(3)和所述至少一个涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)相关联，使得竖直分配杆(3)连接到涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)。

2.根据权利要求1所述的用于电化学电池的阳极，其中适配器元件(6)附接到竖直分配杆(3)和涂覆钛的阳极板(4)。

3.根据权利要求1所述的用于电化学电池的阳极，其中阳极的适配器元件(6)包括钛条带(8)，该钛条带保持所述至少一个电流限制器组件(7)，使得钛条带(8)附接到竖直分配杆(3)并且电流限制器组件(7)附接到对应的涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)。

4.根据权利要求1所述的用于电化学电池的阳极，其中阳极的适配器元件(6)包括钛条带(8)，该钛条带具有两个端部，所述两个端部保持两个电流限制器组件(7)，每个端部处保持一个电流限制器组件，使得钛条带(8)附接到竖直分配杆(3)并且一对电流限制器组件(7)附接到对应的涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)。

5.根据权利要求1所述的用于电化学电池的阳极，其中阳极的适配器元件(6)附接到竖直分配杆(3)，以相对于竖直分配杆(3)的竖直平面限定微小角度，使得附接到电流限制器组件(7)的涂覆或未涂覆的钛阳极板(4)也具有相同的角度。

6.根据权利要求5所述的用于电化学电池的阳极，其中阳极包括多于一个的适配器元件(6)，每个适配器元件(6)附接到竖直分配杆(3)，以相对于竖直分配杆(3)的竖直平面限定与其它角度大小不同的微小角度，使得与电流限制器组件(7)相关联的阳极板(4)也具有相同的角度。

7.根据权利要求5或6所述的用于电化学电池的阳极，其中所述角度相对于竖直分配杆(3)的竖直平面等于或小于3.25度。

8.根据权利要求6所述的用于电化学电池的阳极，其中由适配器元件(6)相对于竖直分配杆(3)的竖直平面限定的角度的大小沿着竖直分配杆(3)的长度从底部到顶部增加。

9.根据权利要求3所述的用于电化学电池的阳极，其中钛条带(8)具有管状构造，在管状构造的中心内部部分中结合有电流限制器(10)，该电流限制器与以直角弯曲的至少一个片材(14)相关联，所述片材延伸至与片材(14)附接的对应的阳极板(4)的外侧。

10.根据权利要求3所述的用于电化学电池的阳极，其中适配器元件(6)的电流限制器(10)嵌入环氧树脂的块(15)中，该块插置在钛条带(8)上。

11.根据权利要求1所述的用于电化学电池的阳极，其中电流限制器组件(7)包括盒子(12)，该盒子具有容纳钛条带(8)的绝缘材料(13)，该绝缘材料(13)包括两个电流限制器(10)，这两个电流限制器通过一个端子连接到钛条带(8)并通过另一个端子连接到盒子(12)。

12.根据权利要求1所述的用于电化学电池的阳极，其中电流限制器组件(7)包括一对双金属钛/铜件(9)，其中铜表面彼此面对，在铜表面之间插置有电流限制器(10)，该电流限制器由聚合物层和两侧上的相应的铜层构成，对应于两个相对的双金属钛/铜件(9)的铜的宽度具有横向中心和周边凹陷，所述凹陷填充有环氧树脂(11)。

13.根据权利要求11所述的用于电化学电池的阳极，其中电流限制器组件(7)包括至少一个外部边界和至少一个内部边界，所述外部边界是包含绝缘材料(13)的盒子(12)，所述内部边界是钛条带(8)，所述至少一个内部边界部分地或完全地容纳在所述至少一个外部边界内，所述至少一个外部边界和至少一个内部边界具有U形轮廓，使得所述至少一个内部边界附接并且部分地包围所述一个或多个竖直分配杆(3)中的至少一个的一部分，并且所述至少一个外部边界与至少一个阳极板(4)相关联或附接。

14.根据权利要求1所述的用于电化学电池的阳极，其中制成该外层或表皮的材料为钛或其合金。

15.一种用于金属电解提取的电化学电池，其特征在于，其包括至少一个如权利要求1-14中任一项所述的阳极。

16.根据权利要求15所述的电化学电池，其中金属是非铁金属。

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