用于电化学电池的安全阳极制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电化学电池的安全阳极专利技术目的如本说明书的标题所述，以下的专利技术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，本专利技术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。本专利技术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。
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。
技术介绍
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系统，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。
技术实现思路
本专利技术涉及如权利要求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
技术实现思路
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。在本专利技术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。在本专利技术实际实施例的第一变型形式中，安全阳极的适配器元本文档来自技高网...

【技术保护点】
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)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.29 ES P2016305541.一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)。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(...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·普拉多·皮尤欧，
申请(专利权)人：德诺拉工业有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT