專利名稱：用于鋁箔電極擴面侵蝕的梯形極板以及電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及制造鋁電極箔的腐蝕設(shè)備，更具體地說，本實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，通過以鋁箔為正極、石墨極板為負極的電場，對之發(fā)生電化學腐蝕，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。中高壓腐蝕小樣實驗中，靜態(tài)加電的模式確保鋁箔局部位置電場為恒流加電；而實際生產(chǎn)中，受石墨極板電阻及槽液電阻變化的影響，鋁箔在極板電場為動態(tài)腐蝕過程。以正極電流的導入方式劃分，若為單陽極給電方式，實際加電電場類似線性；若由雙陽極給電，即部分正極電流由后半位導入，則實際加電電場類似指數(shù)模式；實際加電方式不同腐蝕效果有很大區(qū)別。這是實驗室工藝與生產(chǎn)工藝往往無法對應(yīng)的一個重要因素，往往實驗室確定一套高比容工藝條件卻在生產(chǎn)試驗中無法得以實現(xiàn)。為盡可能得到恒流電場，有專利號為CN00223665的文件公開了一種組合石墨電極，其利用輔助導電層石墨的差異化補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；采用高導電耐腐蝕材質(zhì)如鉭金屬作為負極導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極電場在電解槽中的分布均勻性，但也存在結(jié)構(gòu)難實現(xiàn)、金屬腐蝕及材料成本高等難點，同時電解槽內(nèi)電場的恒流程度也不足。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù) 的上述缺點，本實用新型的目的是要提供一種用于鋁箔電極擴面侵蝕的梯形極板以及電解槽，其具有如下優(yōu)點:可以非常簡單的結(jié)構(gòu)改進，增加極板上下方電流分布的均勻性，實施容易，卻可顯著提高鋁箔電極擴面侵蝕過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，本實用新型的技術(shù)解決方案之一是一種用于鋁箔電極擴面侵蝕的梯形極板，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，本實用新型默認的尺寸單位為:mm。本實用新型對石墨極板厚度D采取梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計即: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)對于石墨極板上施加的負極電流長度和加電間距而言，起到逐步均勻地減少了下方極板電阻率P ^之作用，同時可使得成對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，本實用新型梯形極板可以非常簡單的結(jié)構(gòu)改進，增加極板上下方電流分布的均勻性、而實施容易，卻可顯著提高鋁箔電極擴面侵蝕過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。為進一步提高梯形極板結(jié)構(gòu)上電流和電場的均勻性，本實用新型還包括如下改進:所述K = 1-3%。為進一步從電源引入方面提高梯形極板結(jié)構(gòu)上的電流和電場的均勻性、并且為成對極板斜邊板面之間保持穩(wěn)定的設(shè)計間距Λ S提供機械固定結(jié)構(gòu)，本實用新型還包括如下改進: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電螺栓。在每側(cè)極耳之中并排深植有2-4根導電螺栓。相應(yīng)地，本實用新型的另一技術(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；所述成對極板的斜邊板面相互面對，面對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)于相互面對的兩斜邊板面中間的平面上。本實用新型電解槽成對地采用了厚度D為梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計的石墨極板，使得成對極板的斜邊板面相互面對，由于成對石墨極板面對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，厚度D的梯形結(jié)構(gòu)對于石墨極板上施加的負極長度和加電間距而言，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，本實用新型梯形極板式的電解槽可以非常簡單的結(jié)構(gòu)改進，降低電解槽內(nèi)部鋁箔兩面上下方電流分布的差異，非常容易實施，能顯著提高鋁箔電極擴面侵蝕過程中的箔片上電流分布均勻性。為更加適應(yīng)電解槽特點，進一步提高梯形極板結(jié)構(gòu)上電流和電場的均勻性，本實用新型電解槽還包括如下改進:所述K = 1-3%。為進一步從電源引入方面提高梯形極板上的電流和電場的均勻性、并且為梯形極板提供穩(wěn)定的機械固定結(jié)構(gòu)，本實用新型電解槽還包括如下改進: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預(yù)制梁，在預(yù)制梁上開設(shè)有吊掛和緊固所述極耳的凹槽。[0019]為進一步確保成對梯形極板之間梯形間距的穩(wěn)定性和準確性，提高電解槽內(nèi)的電流和電場的均勻性、并且為梯形極板提供堅固穩(wěn)定的機械固定結(jié)構(gòu)，本實用新型電解槽還包括如下改進:所述極耳通過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。當然，極板下方還可采用附加結(jié)構(gòu)進一步確保成對梯形極板之間梯形間距的穩(wěn)定性和準確性。試生產(chǎn)表明:本實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的均勻性，使得箔片在后續(xù)發(fā)孔過程中電量充足，腐蝕均勻性提高了 40%以上，有效改善整體孔洞的生長均勻性，有助于后續(xù)工藝對比容的維持和提升，從而提高鋁箔電極擴面侵蝕生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型梯形極板實施例斜邊板面結(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為本實用新型電解槽實施例中成對梯形極板的裝配結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖5為本實用新型電解槽實施例1帶局部剖視的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實用新型電解槽實施例2帶局部剖視的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖7、8分別為本實用新型電解槽實施例1與比較例I鋁箔失重數(shù)據(jù)曲線圖。圖9、10分別為本實用新型電解槽實施例2與比較例2鋁箔失重數(shù)據(jù)曲線圖。
具體實施方式
如圖1-3，所示分別為本實用新型梯形極板實施例不同視角的結(jié)構(gòu)示意圖。本實用新型梯形極板實施例，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(對應(yīng)D上)起直至有效板體下端(對應(yīng)D下)，K = 1-3%。如圖4，并參考圖5、6，所示為本實用新型電解槽實施例及其中成對梯形極板的裝配結(jié)構(gòu)立體示意圖。本電解槽實施例采用如上所述用于鋁箔電極擴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% ;所述成對極板10的斜邊板面121相互面對，面對的兩斜邊板面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的成對預(yù)制梁30，在預(yù)制梁30上開設(shè)有吊掛和緊固所述極耳11的凹槽31。所述極耳11通過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，所示為本實用新型電解槽實施例1整體結(jié)構(gòu)的示意圖。本電解槽實施例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+，作為負極的本石墨梯形極板實施例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入方式，實驗電流4500A、Imin,經(jīng)過生產(chǎn)機臺靜態(tài)加電后進行定位稱重。本實施例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)參照圖5)。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，所示為本實用新型電解槽實施例2整體結(jié)構(gòu)的示意圖。 本電解槽實施例2中設(shè)有2個加電輥21，液溫75°C，槽液成分為32 %硫酸+2.5 %鹽酸+0.8-1% Al3+，作為負極的本梯形石墨極板實施例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入(約2/3電流從上至下，1/3電流從下至上)，實驗電流6000A、lmin，經(jīng)過生產(chǎn)機臺靜態(tài)加電后進行定位稱重。本實施例2鋁箔沿極板深度而電解失重數(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)參照圖6)。比較例2鋁箔沿極板深度而電解失重數(shù)據(jù)如曲線圖10。以上電解槽實施例1、2中鋁箔失重數(shù)據(jù)對比分析如下表1:表I
權(quán)利要求1.一種用于鋁箔電極擴面侵蝕的梯形極板，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電螺栓。
4.如權(quán)利要求3所述用于鋁箔電極擴面侵蝕的梯形極板，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；所述成對極板的斜邊板面相互面對，面對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預(yù)制梁，在預(yù)制梁上開設(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。
專利摘要本實用新型涉及一種用于鋁箔電極擴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。本實用新型可以非常簡單的結(jié)構(gòu)改進，增加極板上下方電流分布的均勻性，實施容易，卻可顯著提高鋁箔電極擴面侵蝕過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C25F3/04GK203021675SQ201220749140
公開日2013年6月26日 申請日期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 申請人:乳源瑤族自治縣東陽光化成箔有限公