CN210886256U - 电解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电解装置，包括：装置本体，具有容置腔体，所述容置腔体用于容纳电解液；阳极板，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源正极电连接；阴极板，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源负极电连接；多个双极板，间隔地设于所述阳极板与所述阴极板之间，所述双极板包括阳极层与阴极层，所述阳极层朝向所述阴极板，所述阴极层朝向所述阳极板。本实用新型技术方案中，提供了一种结构简单，方便双极板拆装的电解装置。

Description

电解装置

技术领域

本实用新型涉及电解槽设备技术领域，特别涉及一种电解装置。

背景技术

现有技术中，电解槽的连接方式一般有两种，一种是先在电解槽内部将正电极板与阳极板连接、负极板与阴极板连接，从而实现多个正负电极板之间的并联连接；在需要多个使用多个电解槽时，再将每个电解槽的阳极板与另一个电解槽的阴极板连接后，再与外接电源的正负极连通，实现多个电解槽之间的串联连接。另一种是先在电解槽内部将正电极板与阳极板连接、负极板与阴极板连接，从而实现多个正负电极板之间的并联连接；在需要多个使用多个电解槽时，再将每个电解槽的阳极板与阳极板连接、阴极板与阴极板连接，再与外接电源的正负极连通，实现多个电解槽之间的并联连接。但是实现上述两种电解槽的连接方式时，都需要在每一块电极板上设置铜耳、螺栓与导电铜排进行连接，每块电极板的取出和安装都需要逐个拧开螺丝进行操作，这样使得整个电解槽的结构变得复杂，电极板不易拆装。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电解装置，所述电解装置的结构简单，方便双极板的拆装。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电解装置，包括：

装置本体，具有容置腔体，所述容置腔体用于容纳电解液；

阳极板，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源正极电连接；

阴极板，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源负极电连接；

多个双极板，间隔地设于所述阳极板与所述阴极板之间，所述双极板包括阳极层与阴极层，所述阳极层朝向所述阴极板，所述阴极层朝向所述阳极板。

进一步地，所述阴极层的材料包括钛、不锈钢和铅锡合金中的一种或其组合；和/或，

所述阳极层的材料包括金属氧化物、石墨和铅锡合金中的一种或其组合。

进一步地，所述双极板与所述容置腔体的内壁面密封连接。

进一步地，所述容置腔体的内壁面设置有第一安装槽；

所述双极板安装在所述第一安装槽内。

进一步地，所述电解装置还包括套设在所述双极板上的密封套，所述密封套设于所述双极板的边缘与所述第一安装槽的槽壁之间。

进一步地，所述阳极板与所述阴极板分别设置在所述容置腔体的两端。

进一步地，所述阳极板包括第一阳极板和第二阳极板，所述第一阳极板与所述第二阳极板分别设置在所述容置腔体的两端；所述阴极板设置在所述第一阳极板与所述第二阳极板之间；多个所述双极板部分设于所述第一阳极板与所述阴极板之间，另一部分设于所述第二阳极板与所述阴极板之间。

进一步地，所述阴极板包括第一阴极板和第二阴极板，所述第一阴极板与所述第二阴极板分别设置在所述容置腔体的两端；所述阳极板设置在所述第一阴极板与所述第二阴极板之间；多个所述双极板组件部分设于所述阳极板与第一阴极板之间，另一部分设于所述阳极板与所述第二阴极板之间。

进一步地，所述装置本体设有多个，多个所述装置本体串联接入外接电源。

进一步地，所述电解装置还包括进液孔，所述进液孔设置在所述装置本体的底部。

相较于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：

本实用新型提出一种电解装置，包括：装置本体，具有容置腔体，所述容置腔体用于容纳电解液；阳极板，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源正极电连接；阴极板，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源负极电连接；多个双极板，间隔地设于所述阳极板与所述阴极板之间，所述双极板包括阳极层与阴极层，所述阳极层朝向所述阴极板，所述阴极层朝向所述阳极板。本实用新型技术方案中，通过利用电解液作为双极板之间的导电体，减少了双极板上铜耳、螺栓及连接导线等的设置，简化了电解装置的内部结构，使得电解装置的结构简单；同时，本实用新型中要实现电解液中金属离子的析出，只需将双极板放入装置本体的电解液中即可，整个过程简洁易操作，易于双极板的拆装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电解装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中A部的放大图；

图3为本实用新型另一实施例中双极板连接图；

图4为本实用新型又一实施例中双极板连接图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	装置本体	400	双极板
200	阳极板	410	阳极层
				300	阴极板	420	阴极层

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

传统电解槽中，用到的电极板均为导电板，该导电板与外接电源正极连接形成正极板，与外接电源负极连接形成负极板。一般情况下，正极板与负极板间隔、均匀交替排列在电解槽中，并通过导线(铜排)在电解槽内部实现正负极板的并联。如果需要用到多个电解槽，可在该电解槽外部串联另外的电解槽后接入外接电源或者，将多个电解槽并联在外接电源上。由于传统的电解槽中电极板之间是并联接入外接电源中，一旦其中一个电极板回路发生短路，流过该电极板回路的电流会瞬时增加，造成电解槽的短路，可能导致设备损坏甚至火灾。同时，在实现上述电解槽中电极板的电连接方式及排列方式时，需要在每一块电极板上设置铜耳、螺栓与导电铜线排进行连接。这样，一方面，由于外接导线和接触点多，引起了不必要的电压损失；另一方面，在拆装电解板时需要逐个拧开螺丝进行操作，给作业人员的拆装工作带来极大的不便。此外，由于铜耳、螺栓等都是金属，其长期处于电解槽中，会造成很严重的腐蚀现象，减短了电解槽设备的使用寿命。

参见图1和图2，为解决上述问题，本实用新型提出一种电解装置，包括：

装置本体100，具有容置腔体，所述容置腔体用于容纳电解液；

阳极板200，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源正极电连接；

阴极板300，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源负极电连接；

多个双极板400，间隔地设于所述阳极板200与所述阴极板300之间，所述双极板400包括阳极层410与阴极层420，所述阳极层410朝向所述阴极板300，所述阴极层420朝向所述阳极板200。

由上，本实用新型实施例中电解装置的工作原理如下：工作时，将所述阳极板200与外接电源的正极接通，将所述阴极板300与外接电源的负极接通，并在容置腔体内注入含有待析出离子的电解液。其中，所述阳极板200与其相邻的双极板400的阴极层420之间形成一个小电解池，同时该双极板400的阳极层410与其相邻的另一双极板400的阴极层420之间形成一个小电解池，所述阴极板300与相邻的所述双极板400的阳极层410之间形成小电解池，如此，便将所述容置腔体分割成多个小电解池，且每个小电解池内都充溢有电解液。这样，多个双极板400便能通过电解液实现与阳极板200和阴极板300的电连接，从而使得所述阳极板200通过多个双极板400和电解液与所述阴极板300串联起来。这样，一方面减少了所述阳极板200、所述阴极板300以及所述双极板400之间的外接阻尼，减少了电解过程中电压和电流的损耗；另一方面，由于将所述阳极板200、所述阴极板300以及所述双极板400串联接入电路，即便其中一块双极板400被短路，也不会对整个电路回路的电流造成很大的影响，更大程度上的提高了电解装置的使用安全的性能。

具体电解过程为：在每个小电解池内，电解液中的阳离子往阴极方向运动，并在阴极(即所述阴极板300或所述双极板400的阴极层420)上发生还原反应，析出待电解液中需要析出的金属；电解液中的阴离子往阳极方向运动，并在阳极(即所述阴极板300或所述双极板400的阴极层420)上发生氧化反应，从而实现电解反应。

当电解完毕后，断开外接电源，取出双极板400和阴极板300，回收所述阴极层420和阴极板300上析出的金属即可，整个工序简单易操作。

本实用新型电解装置，通过在容置腔体内设置阴极板300、阳极板200和多个双极板400，并使所述双极板400的阳极层410朝向所述阴极板300，所述双极板400的阴极层420朝向所述阳极板200，从而将容置腔体分割成多个小电解池，以能够将电解液中的金属析出到所述阴极板300或所述双极板400的阴极层420上。

而且，本实用新型电解装置，由于采用具有阳极层410和阴极层420的双极板400，且所述双极板400不必外接电源即可形成小电解池，从而可以简化电解装置的结构。

进一步地，所述阴极层420的材料包括钛、不锈钢和铅锡合金中的一种或其组合。如此，可实现更好的电解效果，对废电解液中的金属能实现最大化的回收利用。

同理，所述双极板400的阴极层420选用钛基板。

进一步地，所述阳极层410的材料包括金属氧化物、石墨和铅锡合金中的一种或其组合。在实现良好的导电性能的同时，提高阳极层410对电解液中的离子的抗腐蚀性，以实现对所述阳极层410的最大保护。

所述金属氧化物材料包括但不限于氧化铅、氧化铱、氧化钌和二氧化锡中的一种或多种。

优选地，本实施例中的双极板400选用的金属氧化物材料为二氧化铅。也即是说，本实用新型中选用的双极板400通过在钛基板上层电镀覆盖二氧化铅涂层制成。

进一步地，所述双极板400与所述容置腔体的内壁面密封连接。这样，相邻两个所述双极板400之间的电场线便不会绕开双极板400对其他的双极板400产生影响，保证了电场线只作用于相邻两个所述双极板400之间，使得流过所述容置腔体中设置的每块所述双极板400的电流分布更加均匀，每一所述双极板400上的所述阴极层420析出的金属的分布以及更均匀，提高了回收金属产品的质量。

进一步地，所述容置腔体的内壁面设置有第一安装槽，所述双极板400安装在所述第一安装槽内。如此，可方便所述双极板400的拆装和密封。

具体地，本实施例中的所述第一安装槽包括设置在所述容置腔体的内侧壁面上的侧槽，以及设置在所述容置腔体的底面的底槽。所述侧槽包括第一侧槽和第二侧槽，所述第一侧槽与所述第二侧槽相对设置在所述装置本体100相对两侧的内侧壁上。所述底槽用于连通所述第一侧槽以及所述第二侧槽。

同时，为了能实现所述阳极板200的极易拆装替换，在所述容置腔体的内壁面上还设置了第二安装槽；为了实现所述阴极板300的易拆装替换，在所述容置腔体的内壁面上还设置了第三安装槽。

进一步地，所述电解装置还包括套设在所述双极板400上的密封套，所述密封套设于所述双极板的边缘与所述第一安装槽的槽壁之间，用于密封所述双极板400与所述第一安装槽之间的间隙，以保证每个小电解池保持相对独立的电解环境，使得每块所述双极板400上的电流密度分布更均匀，提高产品质量。

参见图1和图2，所述阳极板200与所述阴极板300分别设置在所述容置腔体的两端。尤其，所述阳极板200与所述阴极板300贴合所述装置本体100的侧壁设置，以给所述双极板400预留出更大的设置空间。

如此，所述阳极板200通过设置的正极接线柱与外接电源正极连接，所述阴极板300通过设置的负极接线柱与外接电源负极连接；同时，多个所述双极板400设置在所述阳极板200与所述阴极板300之间，且所述双极板400的阳极层410朝向所述阴极板300，所述双极板400的阴极层420朝向所述阳极板200；注入电解液，便实现了多个双极板400、所述阳极板200、所述阴极板300及外接电源之间的串联。这样，本实施例中通过将所述阳极板200与所述阴极板300设置在所述容置腔体的两端，给设置所述双极板400留出了足够的利用空间，使得所述双极板400的位置设置能更加合理，提高了对所述电解装置的利用。

参见图2和图3，本实用新型另一实施例中，所述阳极板200包括第一阳极板和第二阳极板，所述第一阳极板与所述第二阳极板分别设置在所述容置腔体的两端，尤其，所述第一阳极板与所述第二阳极板贴合所述装置本体100的侧壁设置，以给所述双极板400预留出更大的设置空间；所述阴极板300设置在所述第一阳极板与所述第二阳极板之间；多个所述双极板400部分设于所述第一阳极板与所述阴极板300之间，另一部分设于所述第二阳极板与所述阴极板300之间。

本实施例中，所述阳极板200设置有两块，包括第一阳极板与第二阳极板。所述第一阳极板和所述第二阳极板通过其上设置的正极接线柱与外接电源正极连接，所述阴极板300通过其上设置的负极接线柱与外接电源负极连接；同时，在所述第一阳极板与阴极板300之间设置有部分所述双极板400，此部分的所述双极板400的阳极层410朝向所述阴极板300设置，此部分的所述双极板400的阴极层420朝向所述第一阳极板设置；在所述第二阳极板与所述阴极板300之间设置有另一部分所述双极板400，此另一部分的所述双极板400的阳极层410朝向所述阴极板300设置，此另一部分的所述双极板400的阴极层420朝向所述第二阳极板设置；注入电解液，便实现了所述双极板400、所述第一阳极板、第二阳极板和所述阴极板300之间的串并联连接。这样，本实施例中通过将所述第一阳极板与所述第二阳极板均设置在所述容置腔体的两端，将所述阴极板300设置在所述容置腔体的中间，使得所述阳极板200与所述阴极板300之间的间距减小，槽液电压降得以控制，减小了电压损失，提高了电解装置的效率。同时，本实施例中，由于在电解装置的容置腔体里对所述双极板400的连接采用串并联的方式，更大程度的给予了所述双极板400之间的设置空间，使得所述双极板400的设置更加灵活。一般而言，对传统的电解槽，为更大程度避免电极板回路短路造成的危险，其电极板之间的间距一般在6-10㎝左右。而本实用新型一实施例中，所述双极板400之间的间距可以降低至2-4㎝，相较于传统电解槽中使用并联的电极板的方式，本实用新型该实施例中的所述双极板串并联方式的使用，在保证作业人员安全电压的前提下，大大提高了电解装置的电流效率。

参见图2和图4，本实用新型又一实施例中，所述阴极板300包括第一阴极板和第二阴极板，所述第一阴极板与所述第二阴极板分别设置在所述容置腔体的两端，尤其，所述第一阴极板与所述第二阴极板贴合所述装置本体100的侧壁设置，以给所述双极板400预留出更大的设置空间；所述阳极板200设置在所述第一阴极板与所述第二阴极板之间；多个所述双极板400组件部分设于所述阳极板200与第一阴极板之间，另一部分设于所述阳极板200与所述第二阴极板之间。

本实施例中，所述阴极板300设置有两块，包括第一阴极板与第二阴极板。所述第一阴极板和所述第二阴极板通过其上设置的负极接线柱与外接电源负极连接，所述阳极板200通过其上设置的正极接线柱与外接电源正极连接；同时，在所述阳极板200与所述第一阴极板之间设置了部分所述双极板400，此部分的所述双极板400的阳极层410朝向所述第一阴极板设置，此部分的所述双极板400的阴极层420朝向所述阳极板200设置；在所述阳极板200与所述第二阴极板之间设置了另一部分所述双极板400，此另一部分的所述双极板400的阳极层410朝向所述第二阴极板设置，此另一部分的所述双极板400的阴极层420朝向所述阳极板200设置；注入电解液，便实现了所述双极板400、所述阳极板200、所述第一阴极板和所述第二阴极板之间的串并联连接。这样，本实施例中通过将所述第一阴极板与所述第二阴极板分别设置在所述容置腔体的两端，将所述阳极板200设置在所述容置腔体的中间，使得所述阳极板200与所述阴极板300之间的间距降低，槽内电压降得以控制，减小了电压损失，提高了电解装置的效率。同时，本实施例中，由于在电解装置的容置腔体里对所述双极板400的连接采用串并联的方式，更大程度的给予了所述双极板400之间的设置空间，使得所述双极板400的设置更加灵活。

本实施例中，所述装置本体100设有多个，多个所述装置本体100串联接入外接电源，即每一所述装置本体100的阳极板与另一个所述装置本体100的阴极板串联后，再接入外接电源的正负极之间。多个所述装置本体100也可以并联接入外接电源中，即多个所述装置本体100的阳极板均与外接电源的正极连接，多个所述装置本体100的阴极板均与外接电源的负极连接。

进一步地，所述电解装置还包括进液孔，所述进液孔设置在所述装置本体100的底部，且所述进液孔设置有多个，每个所述进液孔设置在相邻两个所述双极板400之间。

进一步地，为了保证对电解装置中电解液的电解情况的及时了解，本实施例中的装置本体100包括一端开口的槽体以及用于盖合所述槽体的钢化玻璃上盖。整个电解反应在所述槽体内进行，所述上盖用于密封所述槽体内部反应环境与外界环境。

同时，为了更大程度的减少每块所述双极板400由于尖端效应导致的电流分布不均匀的问题，本实施例中的电解装置不设置出液口，在整个电解过程中，将所述双极板400浸没在电解液中。具体地，本实施例中，所述装置本体100里的电解液从槽体的上方溢出，以实现槽体内部已电解完的电解液的替换。这样，一方面使得电解过程中，每一块所述双极板400能得到充分的利用；另一方面，由于整个双极板400完全浸没在电解液中，电解液中由于离子移动产生的电流便均匀分布在所述双极板400上，提高了回收金属产品的质量。应当理解的是，为了避免电解液通过所述双极板400的顶端形成流通，在每块所述双极板400的顶端设置了绝缘挡板，所述绝缘挡板用以阻挡相邻两块所述双极板400之间的电解液流通，且所述绝缘挡板略高于所述槽体的开口端面。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电解装置，其特征在于，包括：

装置本体，具有容置腔体，所述容置腔体用于容纳电解液；

阳极板，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源正极电连接；

阴极板，设置在所述容置腔体内，用于与外接电源负极电连接；

多个双极板，间隔地设于所述阳极板与所述阴极板之间，所述双极板包括阳极层与阴极层，所述阳极层朝向所述阴极板，所述阴极层朝向所述阳极板。

2.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述阴极层的材料包括钛、不锈钢和铅锡合金中的一种；和/或，

所述阳极层的材料包括金属氧化物、石墨和铅锡合金中的一种。

3.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述双极板与所述容置腔体的内壁面密封连接。

4.如权利要求1-3任意一项所述的电解装置，其特征在于，所述容置腔体的内壁面设置有第一安装槽；

所述双极板安装在所述第一安装槽内。

5.如权利要求4所述的电解装置，其特征在于，所述电解装置还包括套设在所述双极板上的密封套，所述密封套设于所述双极板的边缘与所述第一安装槽的槽壁之间。

6.如权利要求1-3任意一项所述的电解装置，其特征在于，所述阳极板与所述阴极板分别设置在所述容置腔体的两端。

7.如权利要求1-3任意一项所述的电解装置，其特征在于，所述阳极板包括第一阳极板和第二阳极板，所述第一阳极板与所述第二阳极板分别设置在所述容置腔体的两端；所述阴极板设置在所述第一阳极板与所述第二阳极板之间；多个所述双极板部分设于所述第一阳极板与所述阴极板之间，另一部分设于所述第二阳极板与所述阴极板之间。

8.如权利要求1-3任意一项所述的电解装置，其特征在于，所述阴极板包括第一阴极板和第二阴极板，所述第一阴极板与所述第二阴极板分别设置在所述容置腔体的两端；所述阳极板设置在所述第一阴极板与所述第二阴极板之间；多个所述双极板组件部分设于所述阳极板与第一阴极板之间，另一部分设于所述阳极板与所述第二阴极板之间。

9.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述装置本体设有多个，多个所述装置本体串联接入外接电源。

10.如权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述电解装置还包括进液孔，所述进液孔设置在所述装置本体的底部。

Images