專(zhuān)利名稱(chēng)：用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板以及電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制造鋁電極箔的腐蝕設(shè)備，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型尤其涉及一種電解槽中的極板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，鋁電解電容器用陽(yáng)極箔的腐蝕箔一般都是采用高純鋁光箔為原料，在酸性電解液中，通過(guò)以鋁箔為正極、石墨極板為負(fù)極的電場(chǎng)，對(duì)之發(fā)生電化學(xué)腐蝕，從而制造出微孔密度較高、均勻性較好、孔洞尺寸合適的電蝕箔。中高壓腐蝕小樣實(shí)驗(yàn)中，靜態(tài)加電的模式確保鋁箔局部位置電場(chǎng)為恒流加電；而實(shí)際生產(chǎn)中，受石墨極板電阻及槽液電阻變化的影響，鋁箔在極板電場(chǎng)為動(dòng)態(tài)腐蝕過(guò)程。以正極電流的導(dǎo)入方式劃分，若為單陽(yáng)極給電方式，實(shí)際加電電場(chǎng)類(lèi)似線性；若由雙陽(yáng)極給電，即部分正極電流由后半位導(dǎo)入，則實(shí)際加電電場(chǎng)類(lèi)似指數(shù)模式；實(shí)際加電方式不同腐蝕效果有很大區(qū)別。這是實(shí)驗(yàn)室工藝與生產(chǎn)工藝往往無(wú)法對(duì)應(yīng)的一個(gè)重要因素，往往實(shí)驗(yàn)室確定一套高比容工藝條件卻在生產(chǎn)試驗(yàn)中無(wú)法得以實(shí)現(xiàn)。為盡可能得到恒流電場(chǎng)，有專(zhuān)利號(hào)為CN00223665的文件公開(kāi)了一種組合石墨電極，其利用輔助導(dǎo)電層石墨的差異化補(bǔ)給電流模式增加極板下方的電流量；在石墨極板內(nèi)部通電的接線裝置，增加中下層電流量；采用高導(dǎo)電耐腐蝕材質(zhì)如鉭金屬作為負(fù)極導(dǎo)電材料改善上下方電流分布的差異化的模式。這些方法都能在一定程度改善負(fù)極電場(chǎng)在電解槽中的分布均勻性，但也存在結(jié)構(gòu)難實(shí)現(xiàn)、金屬腐蝕及材料成本高等難點(diǎn)，同時(shí)電解槽內(nèi)電場(chǎng)的恒流程度也不足。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù) 的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是要提供一種用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板以及電解槽，其具有如下優(yōu)點(diǎn):可以非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增加極板上下方電流分布的均勻性，實(shí)施容易，卻可顯著提高鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕過(guò)程中箔片上電流分布均勻性及后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量和效益。為此，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案之一是一種用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板，其包括上部及連接電源的極板引線、極板引線以下的有效板體，而在所述有效板體的深度H不同位置上，有效板體厚度D的值隨著其深度H增大而逐步增加、形成上小下大的直角梯形，而有效板體分別包括直角邊板面和斜邊板面，且不同深度Hx、Hy對(duì)應(yīng)的厚度Dx、Dy有如下關(guān)系即=Dy-Dx = K(Hy-Hx)，其中:K = 0.5_5%，深度H從有效板體上端的O位起直至有效板體下端。除另有注明，本實(shí)用新型默認(rèn)的尺寸單位為:mm。本實(shí)用新型對(duì)石墨極板厚度D采取梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即:石墨極板厚度D隨著極板深度H向下延伸而增加；由于電源引線必然安裝在石墨極板的上部，厚度D的梯形結(jié)構(gòu)對(duì)于石墨極板上施加的負(fù)極電流長(zhǎng)度和加電間距而言，起到逐步均勻地減少了下方極板電阻率P ^之作用，同時(shí)可使得成對(duì)極板的斜邊板面下方間距AS逐步均勻接近，電流行程隨深度相應(yīng)縮短，下方電流逐步均勻增加，極板縱向電流分布的均勻性得到改善提高。因此，本實(shí)用新型梯形極板可以非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增加極板上下方電流分布的均勻性、而實(shí)施容易，卻可顯著提高鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕過(guò)程中箔片上電流分布均勻性及后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量和效益。為進(jìn)一步提高梯形極板結(jié)構(gòu)上電流和電場(chǎng)的均勻性，本實(shí)用新型還包括如下改進(jìn):所述K = 1-3%。為進(jìn)一步從電源引入方面提高梯形極板結(jié)構(gòu)上的電流和電場(chǎng)的均勻性、并且為成對(duì)極板斜邊板面之間保持穩(wěn)定的設(shè)計(jì)間距Λ S提供機(jī)械固定結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還包括如下改進(jìn):所述梯形極板包括其上部向兩側(cè)凸出的極耳，所述連接電源的極板引線包括深植入極耳之中的導(dǎo)電螺栓。在每側(cè)極耳之中并排深植有2-4根導(dǎo)電螺栓。相應(yīng)地，本實(shí)用新型的另一技術(shù)解決方案是一種采用如上所述用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板的電解槽，其包括盛裝槽液的槽體、固定在槽體之中成對(duì)的極板、給鋁箔電極加電的加電輥、底輥，而所述極板包括上部及連接電源的極板引線、極板引線以下的有效板體，在所述有效板體的深度H不同位置上，有效板體厚度D的值隨著其深度H增大而逐步增加、形成上小下大的直角梯形，而有效板體分別包括直角邊板面和斜邊板面，且不同深度Hx、Hy對(duì)應(yīng)的厚度Dx、Dy有如下關(guān)系即:Dy_Dx = K(Hy-Hx)，其中:K = 0.5_5%，深度H從有效板體上端的O位起直至有效板體下端；所述成對(duì)極板的斜邊板面相互面對(duì)，面對(duì)的兩斜邊板面之間的間距S呈現(xiàn)出上大下小的等腰梯形，各極板的直角邊板面相隔平行，所述加電輥之一設(shè)于相互面對(duì)的兩斜邊板面中間的平面上。本實(shí)用新型電解槽成對(duì)地采用了厚度D為梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的石墨極板，使得成對(duì)極板的斜邊板面相互面對(duì)，由于成對(duì)石墨極板面對(duì)的兩斜邊板面之間的間距S呈現(xiàn)出上大下小的等腰梯形，由于電源引線必然安裝在石墨極板的上部，這樣一來(lái)，厚度D的梯形結(jié)構(gòu)對(duì)于石墨極板上施加的負(fù)極長(zhǎng)度和加電間距而言，不但使得下方極板的電阻率P ^逐步均勻地減少，同時(shí)使得斜邊板面之間的間距S沿深度H的向下延伸減小、下方極板間距Λ S逐步均勻變短，電流行程相應(yīng)縮短，下方電流逐步均勻增加，極板縱向電流分布的均勻性得到提高。因此，本實(shí)用新型梯形極板式的電解槽可以非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，降低電解槽內(nèi)部鋁箔兩面上下方電流分布的差異，非常容易實(shí)施，能顯著提高鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕過(guò)程中的箔片上電流分布均勻性。為更加適應(yīng)電解槽特點(diǎn)，進(jìn)一步提高梯形極板結(jié)構(gòu)上電流和電場(chǎng)的均勻性，本實(shí)用新型電解槽還包括如下改進(jìn):所述K = 1-3%。為進(jìn)一步從電源引入方面提高梯形極板上的電流和電場(chǎng)的均勻性、并且為梯形極板提供穩(wěn)定的機(jī)械固定結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型電解槽還包括如下改進(jìn):所述梯形極板包括其上部向兩側(cè)凸出的極耳，所述連接電源的極板引線包括深植入極耳之中的導(dǎo)電螺栓。所述電解槽包括從兩側(cè)懸掛和固定所述極板的成對(duì)預(yù)制梁，在預(yù)制梁上開(kāi)設(shè)有吊掛和緊固所述極耳的凹槽。[0019]為進(jìn)一步確保成對(duì)梯形極板之間梯形間距的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，提高電解槽內(nèi)的電流和電場(chǎng)的均勻性、并且為梯形極板提供堅(jiān)固穩(wěn)定的機(jī)械固定結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型電解槽還包括如下改進(jìn):所述極耳通過(guò)膠粘劑緊密配合在所述預(yù)制梁的凹槽之中。所述預(yù)制梁還包括由螺栓連接在所述凹槽上的壓板，該壓板壓緊配合于所述凹槽中的極耳。當(dāng)然，極板下方還可采用附加結(jié)構(gòu)進(jìn)一步確保成對(duì)梯形極板之間梯形間距的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。試生產(chǎn)表明:本實(shí)用新型梯形極板和電解槽的使用有利于提高電解槽縱向電場(chǎng)的均勻性，使得箔片在后續(xù)發(fā)孔過(guò)程中電量充足，腐蝕均勻性提高了 40%以上，有效改善整體孔洞的生長(zhǎng)均勻性，有助于后續(xù)工藝對(duì)比容的維持和提升，從而提高鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型梯形極板實(shí)施例斜邊板面結(jié)構(gòu)的主視示意圖。圖2為圖1的后視圖即直角邊板面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1的左視示意圖。圖4為本實(shí)用新型電解槽實(shí)施例中成對(duì)梯形極板的裝配結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖5為本實(shí)用新型電解槽實(shí)施例1帶局部剖視的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型電解槽實(shí)施例2帶局部剖視的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖7、8分別為本實(shí)用新型電解槽實(shí)施例1與比較例I鋁箔失重?cái)?shù)據(jù)曲線圖。圖9、10分別為本實(shí)用新型電解槽實(shí)施例2與比較例2鋁箔失重?cái)?shù)據(jù)曲線圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-3，所示分別為本實(shí)用新型梯形極板實(shí)施例不同視角的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型梯形極板實(shí)施例，所述梯形極板10包括其上部向兩側(cè)凸出的極耳11、及連接電源的極板引線、極板引線以下的有效板體12，連接電源的極板引線包括并排深植入每側(cè)極耳11之中的3根導(dǎo)電螺栓13。而在所述有效板體12的深度H不同位置上，有效板體12的厚度D取值隨著其深度H增大而逐步增加、形成上小下大的直角梯形，而有效板體12分別包括直角邊板面120和斜邊板面121，且不同深度Hx、Hy對(duì)應(yīng)的厚度Dx、Dy有如下關(guān)系即=Dy-Dx =K (Hy-Hx)，其中:深度H從有效板體12上端的O位(對(duì)應(yīng)D上)起直至有效板體下端(對(duì)應(yīng)D下)，K = 1-3%。如圖4，并參考圖5、6，所示為本實(shí)用新型電解槽實(shí)施例及其中成對(duì)梯形極板的裝配結(jié)構(gòu)立體示意圖。本電解槽實(shí)施例采用如上所述用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板的電解槽，其包括盛裝槽液的槽體20、固定在槽體20之中成對(duì)的極板10、給鋁箔L電極加電的加電輥21、底輥22，而所述極板10包括包括其上部向兩側(cè)凸出的極耳11、及連接電源的極板引線、極板引線以下的有效板體12，在所述有效板體12的不同深度位置H上，有效板體厚度D的值隨著其深度H增大而逐步增加、形成上小下大的直角梯形，而有效板體分別包括直角邊板面120和斜邊板面121，且不同深度Hx、Hy對(duì)應(yīng)的厚度Dx、Dy有如下關(guān)系即:Dy-Dx = K(Hy-Hx)，其中:深度H從有效板體上端的O位直至有效板體下端，K = 1-3% ;所述成對(duì)極板10的斜邊板面121相互面對(duì)，面對(duì)的兩斜邊板面121之間的間距S呈現(xiàn)出上大下小的等腰梯形，各極板10的直角邊板面120相隔平行，所述加電輥之一 21設(shè)于相互面對(duì)的兩斜邊板面121中間的平面上。所述連接電源的極板引線包括深植入極耳11之中的3根導(dǎo)電螺栓13。所述電解槽包括從兩側(cè)懸掛和固定所述極板10的成對(duì)預(yù)制梁30，在預(yù)制梁30上開(kāi)設(shè)有吊掛和緊固所述極耳11的凹槽31。所述極耳11通過(guò)膠粘劑緊密配合在所述預(yù)制梁的凹槽31之中。所述預(yù)制梁30還包括由螺栓32連接在所述凹槽31上的壓板33，該壓板33壓緊配合于所述凹槽31中的極板10。如圖5，所示為本實(shí)用新型電解槽實(shí)施例1整體結(jié)構(gòu)的示意圖。本電解槽實(shí)施例1中僅設(shè)有唯一的加電輥21，液溫75°C，槽液成分為32%硫酸+2.5%鹽酸+0.8-1% Al3+，作為負(fù)極的本石墨梯形極板實(shí)施例1，其有效板體12的深度H:1500mm,寬510mm,上端板厚D上:80mm、下端板厚D下:110mm, K = 2%,成對(duì)的兩塊石墨極板間距為S上:180mm、S下:120mm ；電源正極加電均為鋁箔從上至下導(dǎo)入方式，實(shí)驗(yàn)電流4500A、Imin,經(jīng)過(guò)生產(chǎn)機(jī)臺(tái)靜態(tài)加電后進(jìn)行定位稱(chēng)重。本實(shí)施例1鋁箔沿極板深度而電解失重的數(shù)據(jù)如曲線圖7。比較例I條件均同于上，但采用傳統(tǒng)石墨矩形極板1，其有效深度1500mm、寬510mm、上下等厚80mm,兩塊石墨極板間距為180mm (結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D5)。比較例I招箔沿極板深度而電解失重的數(shù)據(jù)如曲線圖8。如圖6，所示為本實(shí)用新型電解槽實(shí)施例2整體結(jié)構(gòu)的示意圖。 本電解槽實(shí)施例2中設(shè)有2個(gè)加電輥21，液溫75°C，槽液成分為32 %硫酸+2.5 %鹽酸+0.8-1% Al3+，作為負(fù)極的本梯形石墨極板實(shí)施例2，其有效板體12的的深度2000mm，寬510mm,上端板厚D上:80mm、下端板厚D下:105mm, K = 1.25%,成對(duì)的兩塊石墨極板間距為 S 上:200mm、S 下:150mm ；電源正極加電為鋁箔導(dǎo)入(約2/3電流從上至下，1/3電流從下至上)，實(shí)驗(yàn)電流6000A、lmin，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)機(jī)臺(tái)靜態(tài)加電后進(jìn)行定位稱(chēng)重。本實(shí)施例2鋁箔沿極板深度而電解失重?cái)?shù)據(jù)如曲線圖9。比較例條件均同于上，但采用傳統(tǒng)石墨矩形極板2，其有效深度2000mm，寬510mm，上下等厚80mm，兩塊石墨極板間距為200mm(結(jié)構(gòu)參照?qǐng)D6)。比較例2鋁箔沿極板深度而電解失重?cái)?shù)據(jù)如曲線圖10。以上電解槽實(shí)施例1、2中鋁箔失重?cái)?shù)據(jù)對(duì)比分析如下表1:表I
權(quán)利要求1.一種用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板，其包括上部及連接電源的極板引線、極板引線以下的有效板體，其特征在于:在所述有效板體的深度H不同位置上，有效板體厚度D的值隨著其深度H增大而逐步增加、形成上小下大的直角梯形，而有效板體分別包括直角邊板面和斜邊板面，且不同深度Hx、Hy對(duì)應(yīng)的厚度Dx、Dy有如下關(guān)系即:Dy_Dx =K(Hy-Hx)，其中:K = 0.5-5%，深度H從有效板體上端的O位起直至有效板體下端。
2.如權(quán)利要求1所述用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板，其特征在于:所述K=1-3%。
3.如權(quán)利要求1所述用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板，其特征在于:所述梯形極板包括其上部向兩側(cè)凸出的極耳，所述連接電源的極板引線包括深植入極耳之中的導(dǎo)電螺栓。
4.如權(quán)利要求3所述用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板，其特征在于:在每側(cè)極耳之中并排深植有2-4根導(dǎo)電螺栓。
5.一種采用如權(quán)利要求1-4之一所述用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板的電解槽，其包括盛裝槽液的槽體、固定在槽體之中成對(duì)的極板、給鋁箔電極加電的加電輥、底輥，其特征在于:所述極板包括上部及連接電源的極板引線、極板引線以下的有效板體，在所述有效板體的深度H不同位置上，有效板體厚度D的值隨著其深度H增大而逐步增加、形成上小下大的直角梯形，而有效板體分別包括直角邊板面和斜邊板面，且不同深度Hx、Hy對(duì)應(yīng)的厚度Dx、Dy有如下關(guān)系即:Dy-Dx = K(Hy-Hx)，其中:K = 0.5_5%，深度H從有效板體上端的O位起直至有效板體下端；所述成對(duì)極板的斜邊板面相互面對(duì)，面對(duì)的兩斜邊板面之間的間距S呈現(xiàn)出上大下小的等腰梯形，各極板的直角邊板面相隔平行，所述加電輥之一設(shè)于相互面對(duì)的兩斜邊板面中間的平面上。
6.如權(quán)利要求5所述的電解槽，其特征在于:所述K= 1-3%。
7.如權(quán)利要求5所述電解槽，其特征在于:所述梯形極板包括其上部向兩側(cè)凸出的極耳，所述連接電源的極板引線包括深植入極耳之中的導(dǎo)電螺栓。
8.如權(quán)利要求7所述電解槽，其特征在于:所述電解槽包括從兩側(cè)懸掛和固定所述極板的成對(duì)預(yù)制梁，在預(yù)制梁上開(kāi)設(shè)有吊掛和緊固所述極耳的凹槽。
9.如權(quán)利要求8所述電解槽，其特征在于:所述極耳通過(guò)膠粘劑緊密配合在所述預(yù)制梁的凹槽之中。
10.如權(quán)利要求8所述電解槽，其特征在于:所述預(yù)制梁還包括由螺栓連接在所述凹槽上的壓板，該壓板壓緊配合于所述凹槽中的極耳。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕的梯形極板以及電解槽，梯形極板包括上部及連接電源的極板引線、極板引線以下的有效板體，而在所述有效板體的深度H不同位置上，有效板體厚度D的值隨著其深度H增大而逐步增加、形成上小下大的直角梯形，而有效板體分別包括直角邊板面和斜邊板面，且不同深度Hx、Hy對(duì)應(yīng)的厚度Dx、Dy有如下關(guān)系即Dy-Dx＝K(Hy-Hx)，其中K＝0.5-5％，深度H從有效板體上端的0位起直至有效板體下端。本實(shí)用新型可以非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增加極板上下方電流分布的均勻性，實(shí)施容易，卻可顯著提高鋁箔電極擴(kuò)面侵蝕過(guò)程中箔片上電流分布均勻性及后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量和效益。
文檔編號(hào)C25F3/04GK203021675SQ201220749140
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者陳錦雄, 麥健航, 羅向軍, 呂根品 申請(qǐng)人:乳源瑤族自治縣東陽(yáng)光化成箔有限公