專利名稱：水電解制氫的電極板及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水電解制氫エ藝中電解槽的電極板制造技木，特別涉及電極板的選材和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
水電解制氫系統(tǒng)的電解槽是由若干個(gè)電解室串聯(lián)構(gòu)成的，主要零部件是電極板、副電極、隔膜、密封圈等，采用25 30%氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液為電解液，在80 90°C條件下工作。其中，電極板通常采用全金屬結(jié)構(gòu)，由碳素鋼極板框、冷軋深沖鋼板主極板組焊而成，需要經(jīng)過火焰切割、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、電鍍等幾十道エ序加工至成品，是水電解槽中加工エ序最多、加工數(shù)量最大的部件，需要使用各類設(shè)備和エ藝裝備，加工周期很長，且加工精度較差。這種結(jié)構(gòu)的電極板鋼材耗用量多、制作成本高。
碳素鋼極板框分布著電解液和氣液混合體孔道，氣液混合體孔道在水電解槽運(yùn)行過程中，不可避免的會發(fā)生不同程度的氣蝕，腐蝕產(chǎn)物的溶入引起電解液中雜質(zhì)含量不斷增加，對水電解槽的性能產(chǎn)生不利影響；另ー方面，水電解槽運(yùn)行時(shí)，任何導(dǎo)電異物接觸到金屬電極框表面，就會造成水電解槽電解室之間的短路故障。已有的水電解槽也采用了塑料極板框，但其結(jié)構(gòu)是采用的極板框與主極板單獨(dú)加エ的分體式結(jié)構(gòu)，零件數(shù)量多、裝配過程復(fù)雜、防滲漏效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水電解制氫的電極板及其制法，提高產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)效率，最大程度的減少加工エ序和原材料耗用，也降低了整機(jī)重量和制造成本。本發(fā)明的ー個(gè)目的，水電解制氫的電極板的實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案是所述電極板包括金屬的主極板和工程塑料電極框,所述工程塑料電極框包覆于主極板的外緣成一體成型結(jié)構(gòu)。進(jìn)ー步地，對應(yīng)于工程塑料電極框與主極板相結(jié)合的位置，所述主極板上設(shè)有穿透狀的エ藝孔。進(jìn)ー步地，所述工程塑料電極框至少為增強(qiáng)型聚砜電極框，增強(qiáng)型聚醚醚酮電極框或增強(qiáng)型聚苯硫醚電極框。本發(fā)明的另ー個(gè)目的，水電解制氫的電極板制法的特征步驟為先對金屬板進(jìn)行沖壓、電鍍鎳制成主極板，以主極板為鑲嵌件，在注塑模具中一次注塑成型為帶工程塑料電極框的電極板。進(jìn)ー步地，對金屬板進(jìn)行沖壓的過程中，對應(yīng)主極板和工程塑料電極框相結(jié)合的位置，在金屬板上沖壓穿透狀的エ藝孔。本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施應(yīng)用，所具備的顯著優(yōu)點(diǎn)說明如下。①本發(fā)明極板框材料使用物理、化學(xué)性能優(yōu)良的增強(qiáng)型工程塑料，與碳素鋼極板框相比，簡化了加工過程，采用模塑的方法，加工精度得到有效控制。
②本發(fā)明采用增強(qiáng)型工程塑料，能夠滿足水電解制氫系統(tǒng)運(yùn)行條件下的耐腐蝕、耐溫度和耐壓カ要求。③本發(fā)明克服了碳素鋼電極框在運(yùn)行過程中，氣液混合體通道易發(fā)生“氣蝕”的缺陷，提高了水電解槽的可靠性，也減少了腐蝕產(chǎn)物對電解槽和電解液的污染。④本發(fā)明將原全金屬結(jié)構(gòu)電極板加工由幾十道エ序，減少至不超過十道エ序，エ效提高5倍以上。⑤本發(fā)明減少了大量的鋼材耗用，降低了水電解槽的制造成本，也使得整機(jī)重量明顯減輕。
⑥本發(fā)明加工精度高，尺寸一致性好，防滲漏效果良好，裝配后的電解槽外表美觀。⑦本發(fā)明采用了絕緣性能優(yōu)良的塑料外框，避免了可能發(fā)生的水電解槽外部短路的故障隱患。


圖I是本發(fā)明水電解制氫電極板的正視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明水電解制氫電極板的側(cè)視結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。本發(fā)明創(chuàng)新提出了ー種一體化塑料外框水電解制氫電極板，是將工程塑料替代傳統(tǒng)的碳素鋼電極框，主極板作為鑲嵌件，經(jīng)注塑成型，制成一體化電極板。采用這種結(jié)構(gòu)的水電解制氫電極板，是利用聚砜、聚醚醚酮、聚苯硫醚等工程塑料所具有的熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性能優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕、抗蠕變、易注塑等優(yōu)點(diǎn)，將電極框所有形狀、孔位、溝槽等，通過專用的模具僅通過一次注塑成型所需的電極板。作為優(yōu)選方案在塑料中還可添加10%的碳纖維、玻璃纖維或其他纖維填充物，能夠有效增加塑料電極框的強(qiáng)度。如圖I和圖2所示，主極板2為深沖鋼板，經(jīng)沖壓加工出所需形狀，在主極板與エ程塑料電極框I結(jié)合的部分沖制若干エ藝孔3，増加工程塑料電極框I與主極板2之間的融合面。主極板2沖壓エ序完成后和注塑成型前，其表面電鍍80 μ m鎳鍍層，以滿足水電解槽電極板的防腐蝕功能。電極框內(nèi)的氣液通道孔是注塑時(shí)形成的，避免了碳素鋼電極框發(fā)生的“氣蝕”現(xiàn)象。由于塑料的電絕緣性，也消除了電解槽外部因?qū)щ娢矬w接觸時(shí)發(fā)生短路的條件，提高了電解槽的運(yùn)行安全性。以上通過具體實(shí)例對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)ー步說明，給出的例子僅是應(yīng)用范例，不能理解為對本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的ー種限制。
權(quán)利要求
1.水電解制氫的電極板，其特征在于，所述電極板包括金屬的主極板和工程塑料電極框，所述工程塑料電極框包覆于主極板的外緣成一體成型結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水電解制氫的電極板，其特征在于對應(yīng)于工程塑料電極框與主極板相結(jié)合的位置，所述主極板上設(shè)有穿透狀的エ藝孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水電解制氫的電極板，其特征在于所述工程塑料電極框至少為增強(qiáng)型聚砜電極框，增強(qiáng)型聚醚醚酮電極框或增強(qiáng)型聚苯硫醚電極框。
4.水電解制氫的電極板制法，其特征在于包括步驟先對金屬板進(jìn)行沖壓、電鍍鎳制成主極板，以主極板為鑲嵌件，在注塑模具中一次注塑成型為帶工程塑料電極框的電極板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水電解制氫的電極板制法，其特征在于對金屬板進(jìn)行沖壓的過程中，對應(yīng)主極板和工程塑料電極框相結(jié)合的位置，在金屬板上沖壓穿透狀的エ藝孔。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種水電解制氫的電極板及制法，采用增強(qiáng)型的聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮等工程塑料注塑成型電極框，冷軋深沖鋼板的主極板作為鑲嵌件與電極框結(jié)合為一體化塑料外框水電解制氫的電極板。本發(fā)明較之于傳統(tǒng)全金屬電極板，能避免發(fā)生孔道氣蝕，防止電解槽外表面發(fā)生電極板間短路；另外加工精度高、加工工序少，加工周期短，生產(chǎn)效率高，大幅度降低鋼材消耗，電解槽外表美觀，實(shí)際應(yīng)用效果理想。
文檔編號C25B11/00GK102828199SQ20121031743
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者李錦冠, 宋軍捷, 李鳳文 申請人:蘇州競立制氫設(shè)備有限公司