CN110644018B - 一种电催化电极制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电催化电极制备装置，包括收集容器和设置在收集容器上方的方形模具；所述方形模具的一侧设置有压板；所述装置还包括用于在方形模具中切割电极用的切刀。本发明的制备过程简单，容易实现自动化。

Description

一种电催化电极制备装置
技术领域
本发明涉及新能源电池、电催化制氢和电解水析氧催化领域，具体涉及一种电催化电极制备装置。
背景技术
随着不可再生资源，如石化能源的逐渐减少，以及该能源燃烧后产生的环境污染问题日益严重，清洁能源、绿色能源等新能源技术成为科技发展的一个重要研究方向，开发具有安全、高效、可持续特性的清洁能源是解决能源与环境问题的关键所在。氢气是一种清洁、无污染的可再生能源，具有很高的能量密度，且燃烧后生成水，对环境无污染，氢气作为电解水也是目前工业上制取氢气的重要手段之一，氢能源的充分利用是本世纪能源领域的研究热点。电催化析氧反应在各种能量转换和存储技术方面起着重要的作用，对于电分解水而言，它的反应速度主要是由复杂而动力学缓慢的析氧反应所决定。析氧反应的关键：1.电极的制备；2.催化剂的使用。使用高效的电化学析氧反应催化剂则可以解决其动力学缓慢过程。目前，很多研究都集中在如何开发制备高效率、低成本的析氧电极反应催化剂材料，对于电极的制备则很少关注。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电催化电极制备装置，以解决现有技术中存在的电催化电极制备过程中的不规范及精确性差的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种电催化电极制备装置，包括收集容器和设置在收集容器上方的方形模具；
所述方形模具的一侧设置有压板；
所述装置还包括用于在方形模具中切割电极用的切刀。
进一步的，所述方形模具的底部的一侧设置有托板。
进一步的，所述压板设置在托板对应的方形模具的一侧；所述压板两侧和对侧的方形模具的内侧壁上设置有切刀导向槽。
进一步的，所述切刀导向槽的正下方的侧壁上设置有切料推出孔。
进一步的，相对设置的所述切料推出孔的一侧设置有切刀横向切入槽。
进一步的，所述方形模具的四角还设置有定位孔。
进一步的，所述方形模具和收集容器通过定位孔和定位栓连接。
进一步的，所述托板所在的方形模具处还设置有电极导向槽。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本装置通过方形模具和切刀的配合实现了电催化电极焊接接头的精确制备，可准确控制尺寸、涂敷均匀度等，操作极其简单方便，节约了时间成本；本装置通过收集容器的设置可以回收多余的催化剂油墨进行二次利用；本装置可以通过叠加方形模具一次制备多个电极。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明的切刀刀柄的侧视图；
图3为方形模具的俯视图；
图4为收集容器的剖视图。
附图标记：1-切刀；2-方形模具；3-压板；4-收集容器；5-导向柱；6-托板；7-切刀导向槽；8-切料推出孔；9-横向切入槽；10-定位孔；11-电极导向槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、图2、图3、图4所示，一种电催化电极制备装置，包括收集容器4和设置在收集容器4上方的方形模具2；方形模具2的一侧设置有压板3，压板3为单独附件，压板3可以保证电极材料在切割时的稳定性，以及保证10×10（mm2）电极面积的精确性；装置还包括用于在方形模具2中切割电极用的切刀1，切刀1为活动刀片，可以上下插入或左右插入，用于切割电极材料，切刀1可以从方形模具2的上方或侧方切入，切刀1为刀片和刀柄复合而成，刀柄带有凸起的导向柱5，收集容器4可以收集多余的催化剂油墨，并且回收利用。
收集容器4与方形模具2可快速连接或分离。
上述装置除切刀1外，其余均采用SLA工艺光敏树脂3D打印实现。本发明可以制备10×10（mm2）的标准电极反应区，且可以保证电极反应区所沉积的颗粒均匀，性能稳定。制备过程简单，容易实现自动化。
方形模具2的底部的一侧设置有托板6，方形模具2为多个可叠加的组件，可以按照需求叠加多个放置在收集容器4上方，方形模具2与托板6 为一体。
托板6对应的方形模具2的一侧设置有压板3；压板3两侧和对侧的方形模具2的内侧壁上设置有切刀导向槽7。
切刀导向槽7的正下方的侧壁上设置有切料推出孔8，其中相对设置的切料推出孔8的一侧设置有切刀横向切入槽9，两处的横向切入槽9同样相对设置。
方形模具2的四角还设置有定位孔10。
方形模具2和收集容器4通过定位孔10和定位栓连接。
托板6所在的方形模具2处还设置有电极导向槽11。
同时本发明还公布了一种电催化电极制备装置的使用方法，包括以下步骤：
1）将厚度为0.3mm导电碳纸裁剪成11×30mm的长方体条；
2）将裁剪好的碳纸从方形模具的托板上方插入模具内，保证碳纸的边缘进入方形模具的导向槽里面，将压板压入模具内；
3）将调配好的催化剂油墨均匀滴入模具内，保证模具内部暴露的碳纸表面均匀涂敷了催化剂油墨，待油墨渗入碳纸后，将方形模具取下放置阴凉处晾干；
4）用切刀将晾干后的碳纸，切割成形。先将切刀凸起的导向柱放入模具中凹下的导向槽内，然后将切刀向下滑动，切掉多余的碳纸（长约0.5mm）；
将切刀放置方形模具两侧，将碳纸切除。
本发明的装置制备出来的电催化电极，稳定性高，尺寸精确，提高了电极制备的效率，改善了电极催化剂分布不均现象，提高了析氧过程的稳定性等。
本发明针对电解水系统，电极的阴极和阳极的制备，在燃料电池、金属空气电池系统中阴极析氢反应和阳极析氧反应是两个关键反应过程，其电极的制备是反应效率的关键技术之一。本发明应用市场上广泛采用的导电碳纤维纸作为催化剂载体，进行电极制备，利用本发明的装置和使用方法，可以快速简单的制备出所需尺寸的电极材料。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应该本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电催化电极制备装置，其特征在于：包括收集容器和设置在收集容器上方的方形模具；
所述方形模具的一侧设置有压板；
所述装置还包括用于在方形模具中切割电极用的切刀；
所述方形模具的底部的一侧设置有托板；
所述压板设置在托板对应的方形模具的一侧；所述压板两侧和对侧的方形模具的内侧壁上设置有切刀导向槽；
所述切刀导向槽的正下方的侧壁上设置有切料推出孔；
相对设置的所述切料推出孔的一侧设置有切刀横向切入槽。
2.根据权利要求1所述的一种电催化电极制备装置，其特征在于：所述方形模具的四角还设置有定位孔。
3.根据权利要求2所述的一种电催化电极制备装置，其特征在于：所述方形模具和收集容器通过定位孔和定位栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种电催化电极制备装置，其特征在于：所述托板所在的方形模具处还设置有电极导向槽。
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