可控温的电解槽制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可控温的电解槽，包括：外槽体；内衬体；阳极和阴极；封闭于外槽体和内衬体之间的真空夹层；进气管道和进气端阀体；抽气管道和抽气端阀体；和抽气装置，其中，进气管道和抽气管道均连接在外槽体上，与真空层连通。本实用新型专利技术的技术方案避免了电解槽槽温过高或或过低的情况，解决了金属锂电解过程中产生的热槽和冷槽的问题，使金属锂电解过程稳定可控，提高了电解槽电流效率，降低了金属锂电解成本。

Controlled temperature cell

【技术实现步骤摘要】
可控温的电解槽
本技术涉及电解
，尤其涉及一种用于金属锂电解的设备。
技术介绍
金属锂是一种稀有元素，密度0.534g/cm3，是最轻的金属。熔点180.54℃，沸点1317℃。目前唯一工业化制备金属锂的方法是电解熔融氯化锂和氯化钾的混合物。而电解槽是电解的关键设备，电解槽的结构、工艺参数等决定了电解的经济技术指标。电解槽一般由槽体、内衬体、槽盖、阳极和阴极构成，槽体和内衬体的封闭区域一般用来作为保温层。目前保温层一般由石棉等材质构成，仅具有保温效果，不具有控温效果。但是，由于环境温度发生变化，特别是电解质容量多少、外界环境温度影响等，电解槽易出现热槽或冷槽，影响电解槽的电流效率，使能耗升高。
技术实现思路
本技术旨在解决电解槽无法控温的问题。本技术提供了一种结构简单，通过对保温性能进行调节，从而达到控制电解槽温度的电解槽结构设计方案。本技术的目的可以通过以下技术方案实现。本技术提供一种可控温的电解槽，包括：外槽体；内衬体，位于所述外槽体内，所述内衬体包围的区域容纳电解质，用于进行电解；阳极和阴极，所述阳极和阴极的一端位于内衬体内，且在进行电解时所述阳极和阴极至少一部分浸入电解质内；真空夹层，由封闭于外槽体和内衬体之间的空间构成；进气管道和位于进气管道中的进气端阀体；抽气管道和位于抽气管道中的抽气端阀体；和与抽气管道相连的抽气装置，其中，所述进气管道和抽气管道均连接在外槽体上，与所述真空夹层连通。可选的，所述抽气装置为真空泵。可选的，在内衬体内部设置有温度传感器；可选的，温度传感器为热电偶或热电阻。可选的，所述进气端阀体和/或所述抽气端阀体为真空挡板阀。可选的，在真空夹层内设置有真空传感器或真空表。可选的，所述真空夹层是整体上流体连通的。可选的，所述电解槽还包括用于控制进气端阀体和/或抽气端阀体的开闭或开启的大小的控制系统。可选的，所述阳极竖直设置于槽体顶部，所述阴极环绕阳极设置。可选的，所述电解槽是金属锂电解槽。可选的，所述电解质为氯化锂和氯化钾的混合物。在电解槽运行时，若电解槽温度过高，关闭抽气管道上的抽气端阀体，将进气管道上的进气端阀体开放，使空气进入真空夹层，从而降低了电解槽保温效果，使其散热较快；若电解槽温度过高，经上述操作后短时间内仍然无法降低槽温，可以将抽气管道上的抽气端阀体打开，利用抽气装置(例如真空泵)将真空夹层内的空气抽走，再次从进气端引入新的空气，这样利用空气流通快速带走部分热量。当电解槽温度较低时，关闭进气管道上的进气端阀体，开启抽气端阀体和抽气装置，使真空夹层保持较高的真空度，提高真空夹层的保温效果，从而使电解槽温度缓慢上升。当电解槽正常工作时，关闭进气端阀体和抽气端阀体以及抽气装置，使真空夹层维持当前真空度，同时降低了能耗。相比现有技术而言，本技术利用真空夹层进行控温，结构简单，易于操作，投资成本低，可以根据电解槽温度的高低调节保温效果，从而使电解槽温度稳定，提高电解槽电流效率，降低金属锂生产成本。附图说明图1是本技术一种可控温的电解槽实施例结构图。图号说明：1外槽体2真空夹层3内衬体4阳极5阴极6进气管道7进气端阀体8抽气端阀体9抽气管道10真空泵具体实施方式下面对本技术的具体实施方式进行描述。应当理解，在不脱离本技术的范围或精神的情况下，本领域技术人员能够根据本公开的教导设想其他各种实施方案并能够对其进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。本技术提供一种可控温的电解槽，包括：外槽体；内衬体，内衬体包围的区域内可放置氯化锂和氯化钾等电解质，用于进行电解；真空夹层，所述真空夹层由封闭于外槽体和内衬体之间的空间构成；阳极，可竖直设置于槽体顶部；阴极，可环绕阳极而设置；进气管道和进气端阀体，用于引入空气，降低真空度，从而降低保温效果，实现对电解槽一定程度上的降温；抽气管道和抽气端阀体，用于对真空夹层进行抽真空操作，通过提高真空夹层的真空度，提高设备的保温效果，从而保证电解槽温度不会过低；抽气装置(例如真空泵)，用于对真空夹层进行抽真空操作。其中，所述进气管道和抽气管道均连接在外槽体上，与所述真空夹层连通；所述阳极和阴极的一端位于内衬体内，且正常工作时所述阳极和阴极至少一部分浸入电解质内。在某些实施列中，在内衬体内部设置有温度传感器，可以监测电解质的温度；可选的，温度传感器为热电偶或热电阻。真空控制系统通过该温度传感器监测值可以实时改变真空度，从而达到动态控制电解槽温度的功能。在某些实施例中，所述进气端阀体和/或所述抽气端阀体为真空挡板阀；优选的，真空挡板阀为气动控制或电控，控制系统可以控制阀体开闭或开启的大小等。在某些实施例中，在真空夹层设置有真空传感器或真空表；可以利用控制系统实时监测，当真空度满足要求时，可以关闭阀体和抽气装置，减少能耗。下面结合附图对本技术的一种可控温的金属锂电解槽的一个具体实施例做详细的说明。参考图1，一种可控温的电解槽包括：外槽体1；在本实施例中，所述外槽体1包括电解槽四周壳体以及壳体上方的顶盖，所述顶盖上一般包含捞锂孔和观察窗；内衬体3，在本实施例中，内衬体3与外槽体1在周向上留有间隙，并且密封；内衬体3在上下方向上与外槽体固连并密封；内衬体3所包围的内部区域为电解区域；真空夹层2，所述内衬体3与外槽体1在周向上的间隙即为真空夹层2；阳极4，在本实施例中，所述阳极4竖直设置于外槽体1的顶部，从外槽体1的顶部插入，阳极4的一端位于外槽体1的外部，阳极4的另一端位于内衬体3所包围的电解区域；阴极5，在本实施例中，所述阴极5环绕阳极4而设置，通过阴极壁引出设备外，用于连接电解电源的正极；进气管道6，所述进气管道6一端连接在外槽体1上，且进气管道6为开口状连通于真空夹层2；进气管道6的另一端安装有进气端阀体7，阀体7的一端直接接通大气；抽气管道9，所述抽气管道9一端连通于外槽体1上，且与真空夹层2相通；另一端安装有抽气端阀体8，且与真空泵10相连通。在本实施例中，电解区域安装有温度传感器，所述温度传感器可以实时监测电解槽内电解液的温度。在准备利用电解槽进行电解生产金属锂时，将阀体7关闭，阀体8开启，并开启真空泵10，并维持5分钟，使真空夹层2内达到较高真空度；然后关闭阀体8，关闭真空泵10，使真空夹层2内维持真空状态。进行电解生产金属锂过程中，若电解液温度过高时，设置于电解区域内的温度传感器发出温度过高信号，控制系统可以控制阀体7全部开启或开启较小缝隙，使真空层2内进入少量空气，从而降低真空夹层2的真空度，使电解槽具备一定的散热能力，从而使电解槽槽内温度降低；当电解槽内温度较低时，控制系统控制阀体7关闭，阀体8开启，真空泵10开启，对真空夹层2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控温的电解槽，其特征在于，所述电解槽包括：/n外槽体；/n内衬体，位于所述外槽体内，所述内衬体包围的区域内容纳电解质，用于进行电解；/n阳极和阴极，所述阳极和阴极的一端位于内衬体内，且在进行电解时所述阳极和阴极至少一部分浸入电解质内；/n真空夹层，由封闭于外槽体和内衬体之间的空间构成；/n进气管道和位于进气管道中的进气端阀体；/n抽气管道和位于抽气管道中的抽气端阀体；和/n与抽气管道相连的抽气装置，/n其中，所述进气管道和抽气管道均连接在外槽体上，与所述真空夹层连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种可控温的电解槽，其特征在于，所述电解槽包括：
外槽体；
内衬体，位于所述外槽体内，所述内衬体包围的区域内容纳电解质，用于进行电解；
阳极和阴极，所述阳极和阴极的一端位于内衬体内，且在进行电解时所述阳极和阴极至少一部分浸入电解质内；
真空夹层，由封闭于外槽体和内衬体之间的空间构成；
进气管道和位于进气管道中的进气端阀体；
抽气管道和位于抽气管道中的抽气端阀体；和
与抽气管道相连的抽气装置，
其中，所述进气管道和抽气管道均连接在外槽体上，与所述真空夹层连通。


2.如权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述抽气装置为真空泵。


3.如权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述进气端阀体和/或所述抽气端阀体为真空挡板阀。


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【专利技术属性】
技术研发人员：齐大志，程滋平，刘慧芳，陈强，牟瀚波，吴春敢，
申请(专利权)人：天津中能锂业有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12