本技術(shù)涉及電解水制氫，特別是一種主極板和堿性電解槽。

背景技術(shù)：

1、堿性電解槽用于制氫，電解槽一般由數(shù)十至數(shù)百個(gè)電解小室構(gòu)成，電解小室通過(guò)螺桿和端板壓在一起，其中每個(gè)電解小室包括陽(yáng)極電極、陰極電極、隔膜、密封墊圈和正負(fù)極板。極板包括主極板和極框，主極板沿其厚度方向的兩側(cè)均具有間隔設(shè)置的乳突，乳突能夠降低接觸電阻，使電解液分布均勻，降低電解槽的能耗。但是，傳統(tǒng)的乳突結(jié)構(gòu)為位于主極板厚度方向兩側(cè)的球凸和球凹，沿主極板長(zhǎng)度方向交錯(cuò)排列，在電解槽裝配的過(guò)程中，各乳突受到擠壓力，擠壓力也沿主極板的長(zhǎng)度方向交錯(cuò)，從而形成作用于主極板的扭矩，降低主極板和電解槽的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N主極板和堿性電解槽，該主極板的第一乳突受到的擠壓力與第二乳突受到的擠壓力未錯(cuò)開(kāi)，能夠相互抵消，降低擠壓力形成扭矩的風(fēng)險(xiǎn)，降低主極板形變的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高主極板用于電解槽的使用壽命。

2、本申請(qǐng)第一方面提供一種主極板，所述主極板包括：

3、本體；

4、第一乳突和第二乳突，沿垂直于所述主極板的厚度方向，多個(gè)所述第一乳突間隔設(shè)置，多個(gè)所述第二乳突間隔設(shè)置；

5、其中，所述第一乳突和所述第二乳突沿所述主極板的厚度方向凸起，且二者的凸起方向相反，沿所述主極板的厚度方向，所述第一乳突和所述第二乳突對(duì)齊；

6、沿所述主極板的厚度方向，所述第一乳突包括相對(duì)設(shè)置的第一端和第二端，所述第二端與所述本體連接，沿所述主極板的厚度方向，所述第二乳突包括相對(duì)設(shè)置的第三端和第四端，所述第四端與所述本體連接，所述第一端和所述第三端為垂直于所述主極板的厚度方向的平面；

7、沿所述主極板的長(zhǎng)度方向，所述第一端的尺寸l1滿足5mm≤l1≤10mm，所述第三端的尺寸l2滿足5mm≤l2≤10mm

8、在主極板裝配至堿性電解槽的過(guò)程中，裝配設(shè)備沿垂直于主極板的厚度方向的兩側(cè)擠壓主極板，以使主極板能夠安裝于電解槽內(nèi)，第一乳突和第二乳突均會(huì)受到朝向本體一側(cè)的擠壓力，其中，第一乳突受到朝向本體一側(cè)的第一擠壓力，第二乳突受到朝向本體一側(cè)的第二擠壓力。第一乳突和第二乳突沿主極板的厚度方向?qū)R，第一乳突受到的第一擠壓力與第二乳突受到的第二擠壓力未錯(cuò)開(kāi)，能夠相互抵消，相比于現(xiàn)有技術(shù)中將第一乳突與二乳突采用錯(cuò)位安裝(沿主極板的厚度方向未對(duì)齊安裝)在沿垂直于主極板的厚度方向的本體的兩側(cè)，本申請(qǐng)能夠降低擠壓力形成扭矩的風(fēng)險(xiǎn)，降低主極板形變的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高主極板用于電解槽的使用壽命。

9、在主極板裝配至堿性電解槽的過(guò)程中，第一端受到朝向本體一側(cè)的第一擠壓力，第三端朝向本體一側(cè)的第二擠壓力。第一端與第三端為垂直于主極板的厚度方向的平面，以使裝配主極板的設(shè)備與第一端或第三端產(chǎn)生擠壓時(shí)，第一擠壓力能夠均勻地分布在為平面的第一端，第二擠壓力能夠均勻地分布在為平面的第三端，從而第一乳突受到的第一擠壓力沿主極板厚度方向，第二乳突受到的第二擠壓力沿主極板厚度方向，即第一擠壓力與第二擠壓力作用力方向相反，且能相互抵消，從而進(jìn)一步提高第一擠壓力與第二擠壓力能夠沿主極板的厚度方向抵消的可能性，以降低第一乳突與第二乳突形成扭矩的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而提高主極板的壽命。同時(shí)，相比于第一端或第三端設(shè)置為尖角、斜面等其他形狀，平面能夠增大與裝配設(shè)備的接觸面積，有利于降低第一端與第三端的應(yīng)力集中和磨損，進(jìn)而提高第一乳突與第二乳突的壽命，進(jìn)一步提高主極板的壽命。本實(shí)施例中，5mm≤l1≤10mm，5mm≤l2≤10mm時(shí)，第一端和第三端的面積適中，能夠降低裝配過(guò)程中的壓強(qiáng)，且不會(huì)影響電解液的流動(dòng)。

10、在一種可能的設(shè)計(jì)中，沿垂直于所述主極板的厚度方向，所述第一端的兩端與所述第三端的兩端分別對(duì)齊。

11、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述第二端沿所述主極板的長(zhǎng)度方向的尺寸m1滿足10mm≤m1≤20mm，所述第四端沿所述主極板的長(zhǎng)度方向的尺寸m2滿足10mm≤m2≤20mm。

12、在一種可能的設(shè)計(jì)中，沿所述主極板的厚度方向，所述第一乳突的凸起尺寸d1滿足3mm≤d1≤8mm，所述第二乳突的凸起尺寸d2滿足3mm≤d2≤8mm。

13、在一種可能的設(shè)計(jì)中，沿所述主極板的厚度方向?qū)R的所述第一乳突與所述第二乳突的形狀相同，沿所述主極板的厚度方向?qū)R的所述第一乳突與所述第二乳突的尺寸相同。

14、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述第一乳突的形狀為梯形、長(zhǎng)方形、五邊形、六邊形中的一種或多種，所述第二乳突的形狀為梯形、長(zhǎng)方形、五邊形、六邊形中的一種或多種。

15、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述第一乳突和所述第二乳突為實(shí)心結(jié)構(gòu)。

16、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述本體的厚度s滿足2mm≤s≤3mm。

17、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述第一乳突和所述第二乳突通過(guò)3d打印成型在所述本體上。

18、在一種可能的設(shè)計(jì)中，所述本體、所述第一乳突和所述第二乳突的材料為不銹鋼或鈦。

19、本申請(qǐng)第二方面提供一種堿性電解槽，所述堿性電解槽包括以上所述的主極板。當(dāng)主極板用于電解槽時(shí)，主極板對(duì)電解槽起支撐作用，以及具有促進(jìn)電解液流動(dòng)、導(dǎo)電和降低接觸電阻的作用。沿主極板的厚度方向，第一乳突和第二乳突對(duì)齊能夠抵消主極板安裝在電解槽的過(guò)程中受到的擠壓力，降低主極板變形或斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而有利于提高主極板的壽命，進(jìn)而提高電解槽的壽命，同時(shí)，第一乳突與第二乳突能夠有利于電解槽內(nèi)電解液的流動(dòng)，以減小流道內(nèi)各處的電解液濃度差，進(jìn)而使電解液分布更均勻，并且可以降低接觸電阻，有利于提高電解槽的工作穩(wěn)定性。

20、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請(qǐng)。

技術(shù)特征：

1.一種主極板，其特征在于，所述主極板包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主極板，其特征在于，沿垂直于所述主極板的厚度方向，所述第一端的兩端與所述第三端的兩端分別對(duì)齊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主極板，其特征在于，所述第二端沿所述主極板的長(zhǎng)度方向的尺寸(m1)滿足10mm≤m1≤20mm，所述第四端沿所述主極板的長(zhǎng)度方向的尺寸(m2)滿足10mm≤m2≤20mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主極板，其特征在于，沿所述主極板的厚度方向，所述第一乳突的凸起尺寸(d1)滿足3mm≤d1≤8mm，所述第二乳突的凸起尺寸(d2)滿足3mm≤d2≤8mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主極板，其特征在于，沿所述主極板的厚度方向?qū)R的所述第一乳突與所述第二乳突的形狀相同，沿所述主極板的厚度方向?qū)R的所述第一乳突與所述第二乳突的尺寸相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主極板，其特征在于，所述第一乳突的形狀為梯形、長(zhǎng)方形、五邊形、六邊形中的一種或多種，所述第二乳突的形狀為梯形、長(zhǎng)方形、五邊形、六邊形中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的主極板，其特征在于，所述第一乳突和所述第二乳突為實(shí)心結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的主極板，其特征在于，所述本體的厚度(s)滿足2mm≤s≤3mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的主極板，其特征在于，所述第一乳突和所述第二乳突通過(guò)3d打印成型在所述本體上。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的主極板，其特征在于，所述本體、所述第一乳突和所述第二乳突的材料為不銹鋼或鈦。

11.一種堿性電解槽，其特征在于，所述堿性電解槽包括權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的主極板。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種主極板和堿性電解槽，主極板包括本體和第一乳突和第二乳突，第一乳突和第二乳突沿主極板的厚度方向凸起方向相反，沿主極板的厚度方向，第一乳突和第二乳突對(duì)齊，沿主極板的厚度方向，第一乳突包括相對(duì)設(shè)置的第一端和第二端，第一端和第三端為垂直于主極板的厚度方向的平面；沿主極板的長(zhǎng)度方向，第一端的尺寸5mm≤L1≤10mm，第三端的尺寸5mm≤L2≤10mm。在主極板裝配至電解槽的過(guò)程中，第一乳突受到的擠壓力與第二乳突受到的擠壓力未錯(cuò)開(kāi)，能夠相互抵消，降低擠壓力形成扭矩的風(fēng)險(xiǎn)，降低主極板形變的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高主極板用于電解槽的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：張慧方,姜天豪,畢飛飛,胡鵬,藍(lán)樹(shù)槐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海治臻新能源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240118
技術(shù)公布日：2024/12/19