本申请涉及一种电解设备的电极板及电解设备，电极板具有活化区域和两个分配区域，两个分配区域分别位于活化区域的两侧，两个分配区域中的一者用于将电解质分配至活化区域，另一者用于汇集电解后的电解质；在活化区域，电极板冲压形成多个间隔设置的第一凸起部和第二凸起部，第一凸起部和第二凸起部的凸起方向相反，电极板沿厚度方向的至少一个端面用于与电解设备的扩散层或膜电极抵接，以使第一凸起部与扩散层或膜电极之间形成流道，和/或，第二凸起部与扩散层或膜电极之间形成流道。电极板除了能够传导电流之外，还能够传导两相流，使电极板具备导电、两相流导通和传质功能，降低电解设备复杂性，降低了欧姆损耗，提高了反应效率。效率。效率。
【技术实现步骤摘要】
一种电解设备的电极板及电解设备
[0001]本申请涉及电解
，尤其涉及一种电解设备的电极板及电解设备。
技术介绍
[0002]目前，质子交换膜（PEM）纯水电解制氢设备内的一个电解小室需要两块金属电极作为电解槽小室的阴阳极电极板，并使用两块金属类栅格板作为传质层与扩散层和膜电极进行堆叠，如图1所示。传统的电极板1作为导电元件，提供电解槽制氢时的电流导向，边框2上设有两相流进出口，提供两相流反应时的传输通道；传质层4作为两相流交换通道，市面上绝大多数传质层呈网格状结构，该结构在阴阳两极中使用不同种材料，本质原因在于阳极析氧反应具有过高的过电位，需要使用性能更优的金属材质，例如：钛，而由于材料属性及结构复杂性较高，成形方式成本较高，故阴极使用更容易成形，成本更低的材料，例如：不锈钢，以降低整个设备的成本；密封条3叠装在传质层4外围的边框2上；扩散层5作为扩散元件和支撑元件，提供电解反应所需的水分布至膜电极的作用。市面上的电解槽小室均为传质层4+扩散层5+传统的电极板1的结构。该电解制氢设备的电极板1功能单一，仅能够起到电流导通的作用，具有较高的传质电阻，增大了电解制氢反应中的浓差极化损耗。
技术实现思路
[0003]本申请提供了一种电解设备的电极板及电解设备，能够降低欧姆损耗，提高电解反应的效率。
[0004]本申请实施例第一方面提供一种电解设备的电极板，所述电极板具有活化区域和两个分配区域，两个所述分配区域分别位于所述活化区域的两侧，两个所述分配区域中的一者用于将电解质分配至所述活化区域，另一者用于汇集电解后的电解质；在所述活化区域，所述电极板冲压形成多个间隔设置的第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部和所述第二凸起部的凸起方向相反，所述电极板沿厚度方向的至少一个端面用于与所述电解设备的扩散层或膜电极抵接，以使所述第一凸起部与所述扩散层或所述膜电极之间形成流道，和/或，所述第二凸起部与所述扩散层或所述膜电极之间形成流道；所述电极板在所述分配区域远离所述活化区域的一侧均设置有腔口，所述腔口与对应的所述分配区域之间均设置有密封支撑结构。
[0005]在一种可能的设计中，所述第一凸起部与所述第二凸起部的形状相同、大小相同。
[0006]在一种可能的设计中，所述第一凸起部和所述第二凸起部的截面为梯形或方形或多边形。
[0007]在一种可能的设计中，所述电极板为矩形板，所述矩形板具有第一对角线和第二对角线，所述腔口包括两个第一腔口和两个第二腔口；两个所述第一腔口位于所述第一对角线，两个所述第二腔口位于所述第二对角线，且两个所述第一腔口关于所述电极板的中心旋转对称，两个所述第二腔口关于所述电
极板的中心旋转对称。
[0008]在一种可能的设计中，所述密封支撑结构包括第一密封支撑结构和第二密封支撑结构，所述电极板沿厚度方向包括A面和B面，所述第一密封支撑结构设置于所述电极板的A面，所述第二密封支撑结构设置于所述电极板的B面；所述第一密封支撑结构设置于所述第一腔口与对应的所述分配区域之间，所述第二密封支撑结构设置于所述第二腔口与对应的所述分配区域之间，且两个所述第一密封支撑结构相对于所述电极板的中心旋转对称，两个所述第二密封支撑结构相对于所述电极板的中心旋转对称。
[0009]在一种可能的设计中，第一密封支撑结构和第二密封支撑结构注塑于所述电极板的表面。
[0010]在一种可能的设计中，第一密封支撑结构和第二密封支撑结构均包括多个间隔设置的凸块，相邻所述凸块之间形成用于电解液进出的通道。
[0011]在一种可能的设计中，所述分配区域包括第一分配区域和第二分配区域，所述第一腔口与所述活化区域之间具有所述第一分配区域，所述第二腔口与所述活化区域之间具有所述第二分配区域，且两个所述第一分配区域关于所述电极板的中心旋转对称，两个所述第二分配区域关于所述电极板的中心旋转对称。
[0012]在一种可能的设计中，在所述分配区域，所述电极板冲压形成多个间隔设置的第三凸起部和第四凸起部，所述第三凸起部与所述第四凸起部的凸起方向相反，所述第三凸起部用于和与所述电极板相邻的所述扩散层或膜电极抵接，所述第四凸起部用于和与所述电极板相邻的另一所述扩散层或膜电极抵接。
[0013]在一种可能的设计中，所述腔口的侧壁在所述电极板的A面和B面均设置有腔口支撑结构；所述腔口支撑结构包括多个冲压成型且间隔设置的第五凸起部和第六凸起部，所述第五凸起部和所述第六凸起部的凸起方向相反，所述第五凸起部和所述第六凸起部用于与膜电极的边框抵接。
[0014]在一种可能的设计中，所述电极板的边缘设置有加强结构，所述加强结构包括多个冲压成型且间隔设置的第七凸起部和第八凸起部，所述第七凸起部与所述第八凸起部的凸起方向相反，所述第七凸起部和所述第八凸起部用于与膜电极的边框抵接。
[0015]在一种可能的设计中，所述电极板还设置有防错孔。
[0016]在一种可能的设计中，所述电极板设置有导向孔。
[0017]在一种可能的设计中，所述电极板设置有两个关于所述电极板的中心旋转对称的接插口，所述接插口用于电解设备的电压的实时监测。
[0018]本申请实施例第二方面提供一种电解设备，所述电解设备包括本体和安装于所述本体内的电极板、膜电极或扩散层，所述电极板为以上所述的电极板；相邻所述电极板连接，且所述电极板的所述第一凸起部和与所述电极板相邻的所述膜电极或扩散层抵接，以使所述第一凸起部与所述膜电极或扩散层之间形成流道，和/或，所述电极板的所述第二凸起部和与所述电极板相邻的所述膜电极或扩散层抵接，以使所述第二凸起部与所述膜电极或扩散层之间形成流道。
[0019]在一种可能的设计中，所述流道为麻花状，且呈周期性分布。
[0020]在一种可能的设计中，所述第一凸起部具有朝向与其相邻的所述电极板的第一端面，所述第二凸起部具有朝向与其相邻的所述电极板的第二端面，所述第一端面的至少部分与所述第二端面之间通过所述膜电极或扩散层抵接。
[0021]本实施例中，电极板的活化区域的电极板在正反面均存在凸起部，使得该电极板的正反面均形成沟槽，两块电极板装配后，电极板与扩散层或膜电极之间的沟槽相连通，形成两相流传质通道，且该流道的流道脊和扩散层或膜电极接触，用于支撑扩散层或膜电极，其沟槽内进行两相流传质。因此，本实施例中的电极板除了能够传导电流之外，还能够起到传导两相流的作用，即该电极板还能够作为传质层，使电极板具备导电、两相流导通和传质功能，从结构上减少电解槽设备复杂性，降低了欧姆损耗，提高了反应效率；减少了电解设备的装配组件，减少了质子交换膜（PEM）纯水电解制氢设备的体积和质量。
[0022]另外，本申请实施例中的电极板可以作为阴极也可以作为阳极，在电解设备装配时，将两块结构相同两块电极板装配在一起，其中一块面内旋转180
°
，使得相邻两块电极板通过第一凸起部与第二凸起部通过扩散层或膜电极相互抵接时，还能够相互支撑，提高相邻两块电极板配合的可靠性。因此，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电解设备的电极板，其特征在于，所述电极板具有活化区域和两个分配区域，两个所述分配区域分别位于所述活化区域的两侧，两个所述分配区域中的一者用于将电解质分配至所述活化区域，另一者用于汇集电解后的电解质；在所述活化区域，所述电极板冲压形成多个间隔设置的第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部和所述第二凸起部的凸起方向相反，所述电极板沿厚度方向的至少一个端面用于与所述电解设备的扩散层或膜电极抵接，以使所述第一凸起部与所述扩散层或所述膜电极之间形成流道，和/或，所述第二凸起部与所述扩散层或所述膜电极之间形成流道；所述电极板在所述分配区域远离所述活化区域的一侧均设置有腔口，所述腔口与对应的所述分配区域之间均设置有密封支撑结构。2.根据权利要求1所述的电解设备的电极板，其特征在于，所述第一凸起部与所述第二凸起部的形状相同、大小相同。3.根据权利要求1所述的电解设备的电极板，其特征在于，所述第一凸起部和所述第二凸起部的截面为梯形或方形或多边形。4.根据权利要求1所述的电解设备的电极板，其特征在于，所述电极板为矩形板，所述矩形板具有第一对角线和第二对角线，所述腔口包括两个第一腔口和两个第二腔口；两个所述第一腔口位于所述第一对角线，两个所述第二腔口位于所述第二对角线，且两个所述第一腔口关于所述电极板的中心旋转对称，两个所述第二腔口关于所述电极板的中心旋转对称。5.根据权利要求4所述的电解设备的电极板，其特征在于，所述密封支撑结构包括第一密封支撑结构和第二密封支撑结构，所述电极板沿厚度方向包括A面和B面，所述第一密封支撑结构设置于所述电极板的A面，所述第二密封支撑结构设置于所述电极板的B面；所述第一密封支撑结构设置于所述第一腔口与对应的所述分配区域之间，所述第二密封支撑结构设置于所述第二腔口与对应的所述分配区域之间，且两个所述第一密封支撑结构相对于所述电极板的中心旋转对称，两个所述第二密封支撑结构相对于所述电极板的中心旋转对称。6.根据权利要求5所述的电解设备的电极板，其特征在于，第一密封支撑结构和第二密封支撑结构注塑于所述电极板的表面。7.根据权利要求5所述的电解设备的电极板，其特征在于，第一密封支撑结构和第二密封支撑结构均包括多个间隔设置的凸块，相邻所述凸块之间形成用于电解液进出的通道。8.根据权利要求4所述的电解设备的电极板，其特征在于，所述分配区域包括第一分配区域和第二分配区域，所述第一腔口与所述活化区域之间具有所述第一分配区域，所述第二腔口与所述活化区域之间具有所述第二分配区域，且两个所述第一分配区域关于所述电极板的中心旋转对称，两个所述第二分配区域关于所述电极板的中心旋转对称。9.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：田港，姜天豪，毕飞飞，胡鹏，蓝树槐，
申请(专利权)人：上海治臻新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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