CN114250484A - 电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制隔膜的局部性变形的电解槽。在本发明一实施方式中，电解槽具有阳极、阴极、隔膜和支撑体框架，在俯视角度下，所述阳极和所述阴极中至少一方的电极的至少端部边缘与所述支撑体框架的密封面重合。

Description

电解槽

技术领域

本发明涉及电解槽。尤其涉及一种具有阳极、阴极、隔膜和支撑体框架的电解槽。

背景技术

当前在各种工业中使用电解。在进行电解即电气分解时使用电解槽。电解槽根据其用途而有各种形式，但至少具备阳极和阴极。例如进行氯化钠水溶液电解的电解槽能够产出氯、氢和氢氧化钠(所谓的苛性钠)，用于生产化学工业的基础原料。此外也用于制氢所用的碱性水溶液的电解。

通常在电解槽中，为了避免由阳极生成的物质与由阴极生成的物质的混合，还设置有隔膜。使用离子交换膜作为隔膜进行氯化钠水溶液的电解的工艺也称为“离子交换膜法食盐电解”等。

现有技术文献

专利文献

国际公开2018/139613号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

用于上述离子交换膜法食盐电解的电解槽有各种类型，但是其中零极距式成为主流。零极距式的电解槽100’构成为主要具有：阳极200B’、阴极200A’、隔膜300’、用于支撑电极的支撑体400’、以及垫片500’。在零极距式的电解槽100’中，使隔膜300’被阳极200B’和阴极200A’夹持并紧贴，从而使电极间距离接近，实现了电解液电阻的降低及电力消耗的降低(参照图7)。

在此，本案发明人注意到现有的零极距式的电解槽依然存在需要解决的技术问题，并认为需要找到解决对策。具体而言，在这样的电解槽100’中，支撑体400’可以构成为，位于周缘部的支撑体框架410’形成内部空间，即支撑体框架410’包围内部空间。电极被容纳在该内部空间中，并且可以配置为隔膜300’覆盖电极。从生产效率等观点出发，优选使电极的平面尺寸与被支撑体框架410’的内侧缘412’包围的平面尺寸相同，但是其调整不容易。由于该尺寸调整不容易，从而使得沿着支撑体框架的内侧缘412’的电极的端部边缘211’(即形成电极的最外缘的边缘)的对位调整变得困难，并且有可能导致在支撑体框架的内侧缘412’和电极的端部边缘211’之间产生间隙。在产生该间隙的情况下，位于电极上的隔膜300’会部分地进入其中，由此可能导致隔膜300’的局部性变形相对地变大。其结果是，可能导致电解槽100’难以适当地工作。

本发明是鉴于上述情况而完成的。即，本发明的主要目的是提供一种电解槽，其能够通过适当地调整电极的安装位置来抑制隔膜的局部性变形。

(二)技术方案

为了实现上述目的，在本发明一实施方式中，提供一种电解槽，其具有阳极、阴极、隔膜和支撑体框架，其中，

在俯视角度下，所述阳极和所述阴极中至少一方的电极的至少端部边缘与所述支撑体框架的密封面重合。

(三)有益效果

根据本发明一实施方式的电解槽，能够抑制隔膜的局部性变形。

附图说明

图1是示意性地表示本发明一实施方式的电解槽的分解立体图。

图2A是示意性地表示本发明一实施方式的电解槽(电解槽单元)的俯视图。

图2B是示意性地表示图2A内的线段I-I之间的、本发明一实施方式的电解槽(电解槽单元)的剖视图。

图2C是示意性地表示图2A内的线段II-II之间的、本发明一实施方式的电解槽(电解槽单元)的剖视图。

图3是本发明一实施方式的电解槽的特征部分的示意图。

图4A是将本发明一实施方式的电解槽的电极的端部边缘部分放大的剖视图。

图4B是将本发明一实施方式的电解槽的电极的端部边缘部分放大的剖视图。

图4C是将本发明一实施方式的电解槽的电极的端部边缘部分放大的剖视图。

图5是用于例示性地说明电解槽的结构的示意图。

图6是表示用于电解槽的导电性弹性体一例的立体图。

图7是示意性地表示现有的电解槽(电解槽单元)的剖视图。

附图标记说明

100-电解槽；100’-现有的电解槽；200-电解用电极；200A、200A’-阴极；200B、200B’-阳极；210-电极的端部；211-电极的端部边缘；300、300’-隔膜；400、400’-支撑体；410-支撑体框架；411、411’-支撑体框架的密封面；412、412’-支撑体框架的内侧缘；420-底部；500、500’-垫片；510、510’-垫片的内侧缘；600-肋；700-导电性弹性体；710-固定部；720-弹性部/双弹性部；740-安装开口；A-阴极室；B-阳极室。

具体实施方式

以下参照附图对本发明一实施方式的电解槽进行更详细的说明。附图中的各种要素仅是为了理解本发明而示意性且例示性地示出，外观、尺寸比等可以与实际部分不同。

在本说明书中，“电解槽”广义上是指用于进行电解的装置，狭义上是指至少具备阳极、阴极以及设置在这些电极之间的隔膜的装置。在本说明书中，“电解用电极”广义上是指用于进行电解的装置的电极，狭义上是指用于该装置的阳极和/或阴极。

在电解槽使用时，通常是将图1所示电解槽各边中的短边的延伸方向设置为铅垂或者是将长边的延伸方向设置为水平来使用。因此，在电解槽使用时(尤其是以构成电解槽的单元彼此组合的状态进行运转时)、和电解槽不使用时(尤其是在构成电解槽的单元彼此组合之前的不运转时)，槽或其构成要素的朝向可以不同。

本说明书中所说的“俯视”是针对沿着基于构成电解槽的隔膜及电极等的延伸方向的厚度方向而从上侧或下侧来看对象物时的形态而言。另外，本说明书中所说的“剖视”是指从相对于构成电解槽的支撑体及电极等的厚度方向大致垂直的方向观察时的状态。在本说明书中直接或间接地使用的“上下方向”和“左右方向”分别相当于图中的上下方向和左右方向。在没有特别说明的情况下，相同的附图标记或符号表示相同的部件/部位或相同的含义。在一优选方式中可以理解为，铅垂方向下方(即重力作用的方向)相当于“下方向”，其反向相当于“上方向”。

本说明书中提及的各种数值范围意在包含下限和上限的数值本身。也就是说，例如若以1～10的数值范围为例，则解释为包含下限值“1”且包含上限值“10”。

首先，对作为本发明前提的电解槽的基本结构进行说明，之后，对本发明的特征进行说明。另外，在下述说明中，也将用于电解槽的电极、即电解用电极简称为“电极”，或者也更具体地称为“阳极”或“阴极”。

[电解槽的基本结构]

以下，对本发明一实施方式的电解槽的基本结构进行说明。电解槽构成为至少具有：阳极、阴极、配置在这些电极之间的隔膜、支撑体和垫片。阳极和阴极是用于从外部向电解质溶液提供电能的电极。典型地，阳极是与外部电源的正极连接的电极，是在电解槽运转时能够引起氧化反应的电极。另一方面，阴极典型地是与外部电极的负极连接的电极，是在电解槽运转时能够引起还原反应的电极。

隔膜典型地是将阳极室和阴极室隔开的部件。优选地，设置隔膜以避免在阳极产生的物质与在阴极产生的物质混合。在本发明中，隔膜可以是常规地用于电解的类型。例如，隔膜是离子交换膜。仅作为一例，在用于制碱工业的电解槽中，可以使用阳离子交换膜作为隔膜。

在电解槽中还可以设置导电性弹性体。导电性弹性体由于其“导电性”而有助于电极间的通电，并且由于其“弹性”而能够对电极施加按压力。也就是说，导电性弹性体相当于能够在电解槽中呈现反作用力的导电性部件，且为了提供该反作用力而至少具有能够进行弹性变形的结构。

图5示意性地示出了电解槽的一例示性的结构。如图所示，在电解槽中，对至少由阳极、阴极以及这些电极间的离子交换膜构成的电极组合体使用了导电性弹性体。在这样的电解槽中，导电性弹性体的反作用力用于对至少由阳极、阴极以及这些电极间的离子交换膜构成的电极组合体进行按压。具体而言，导电性弹性体是以在电极组合体的背面侧发生了弹性变形的状态进行使用，利用由该导电性弹性体提供的弹性力(即反作用力)对电极组合体施加按压力。尤其是发生了弹性变形的导电性弹性体以从一个电极朝向另一个电极施加按压力的方式进行作用，从而促进电极组合体的紧贴化。也就是说，由于导电性弹性体的存在，使得阳极、离子交换膜、阴极之间紧密接触，电解槽可作为所谓的“零极距”式而良好地发挥作用。

用于电解槽的导电性弹性体只要能够产生弹性反作用力则形态不限。作为例示，导电性弹性体可以是如下各种形态，例如是弹性缓冲件、弹性垫(例如，由金属制线圈体制成的部件、金属制的无纺布、由金属线制成的编物/织物等)、或者板簧等。仅作为一个具体例示，可以是如图6所示那样，导电性弹性体700具备从安装开口740和固定部710延伸的波状弯曲的弹性部720。导电性弹性体在电解槽中为了呈现弹簧特性而以发生了弹性变形的状态进行使用。更具体而言，例如是将导电性弹性体在以弹性部的波状弯曲减少的方式发生了变形的状态下设置于电解槽。在这样发生了变形的导电性弹性体中，由于会作用要恢复原有形状的应力，因此作为弹簧特性而呈现反作用力。在大型的电解槽中，导电性弹性体作为多个导电性弹性体设置的情况比作为单个使用的情况多。

在电解槽中，电极例如可以由具有通液性的导电性基材构成。关于这一点，优选阳极和阴极的至少一方具有导电性多孔基材。换言之，阳极和阴极的至少一方可以是具有网格开口的网格开口电极。虽然仅为例示，电极例如可以由膨胀合金、金属网(平织网格、斜织网格)或冲孔金属等构成。

在一优选方式中，可以构成为阳极和阴极双方具有导电性多孔基材。例如，可以是两电极由膨胀合金或平织网格构成，或者是一个电极由膨胀合金构成，而另一个电极由平织网格构成。也就是说，可以是阳极和阴极双方具有扩张网格或平织网格，或者是阳极和电极的一方具有扩张网格，而另一方具有平织网格。从能够呈现耐腐蚀性等的观点出发，阳极和阴极分别可以构成为包含从由钛、镍、不锈钢、钽、锆和铌等组成的组中选择的至少一种。此外，也可以在这样的阳极和阴极上分别担载有适当的催化剂。虽然没有特别限制，导电性多孔基材的开口率可以是20％～90％的程度，例如是30％～80％、40％～75％或者50％～75％等。

电解槽优选为零极距式，具有适合这种零极距式的特征。作为这种特征之一，阳极和阴极的特征在于电极材料的刚性和挠性等所谓的“硬度”或“柔软度”。具体而言，优选阳极和阴极的一方相对于另一方而言相对地具有挠性，即反过来说，是该另一方相对于该一方而言相对地具有刚性。由此，相对地具有挠性的电极能够承受导电性弹性体的反作用力并挠曲，而相对地具有刚性的电极则能够经由离子交换膜阻挡该挠曲。基于该观点，如果使阳极和阴极相对地有所不同，则能够在阳极、离子交换膜、阴极之间使彼此更好地紧贴，电解槽作为“零极距式”能够更好地发挥作用。这种结构尤其适合于电解槽是大型的情况。也就是说，尤其适合于以零极距式食盐电解的情况等为代表的、需要为了实现零极距而进行按压的电极主面较大的情况。

为了更大量地获得期望的电解生成物，可使用更大的电解槽，但是电极的主面(尤其是阳极和阴极相互对置的主面)也随之变大。大型的零极距式电解槽优选是由多个电解槽单元构成，该电解槽单元分别在对置的两侧面设置有较大的电极主面。虽然仅为一例，如果参照图1来对所谓“多极式”的电解槽进行说明，则是在电解槽单元的对置的两侧面的一方设置有阴极200A(例如是由膨胀合金构成的阴极面)，并在该两侧面的另一方设置有阳极200B(例如是由膨胀合金构成的阳极面)。在电解槽中，这样的电解槽单元彼此以经由离子交换膜300(尤其是阳离子交换膜)相互重合的方式连结有多个。尤其是在相邻的电解槽单元中，一方的电解槽单元的阴极面与另一方的电解槽单元的阳极面以相互面对的方式重叠。这样将多个电解槽单元经由离子交换膜进行组合而构成了电解槽。另外，作为由多个电解槽单元构成的电解槽，并不限于“多极式”，也可以是“单极式”。也就是说，作为构成电解槽的电极槽单元，不限于在对置的两侧面具备阳极部和阴极部的多极式的电解槽单元，也可以是在对置的两侧面仅具备阳极部或仅具备阴极部的“单极式”的电解槽单元。在这种情况下，可以通过将仅具备阳极部的电解槽单元和仅具备阴极部的电解槽单元以经由离子交换膜交替配置的方式进行组合，从而构成电解槽。

就由电解槽单元构成的电解槽而言，虽然因电极主面尺寸比较大并可通过该较大的电极面进行期望的电解反应而优选，但是难以确保电极面的平面度。具体而言，电极主面具有其尺寸越大就越不能忽视由自重引起的挠曲等的影响的倾向，此外，在电极支撑体上的安装等也有影响，该电极主面难以成为完全的平坦面。例如就图1例示的电解槽100而言，阳极面和阴极面的主面尺寸不是数cm级而是m级的尺寸。即使在为了获得的平坦面而使电极具有刚性的情况下，也会由于上述理由等而在这种较大的电极主面上，达到例如±0.5mm～1.0mm的程度的平面度，难以成为完全的平坦面(即平面度为0mm)。换言之，在大型的电解槽中，刚性的电极主面具有如下倾向：虽然宏观看较为平坦，但是微观看则是局部有凹凸的面。

如果使并非完全平坦面的电极彼此经由离子交换膜紧贴，则有可能因其凹凸而有损于电流分布的均匀化。因此，在优选的电解槽中，相对于刚性电极而言，与其成对的电极是较软的挠性电极。由此，即使电极彼此经由离子交换膜而较强地紧贴，挠性电极也会以追随刚性电极面的凹凸的方式挠曲，从而能够较好地防止电流分布的不均匀化等。仅为一例，可以是阳极由相对较硬的刚性的膨胀合金构成，而阴极由相对较软的挠性的膨胀合金构成。并且，可以在经由离子交换膜与阳极的刚性膨胀合金组合的阴极的挠性膨胀合金的背面侧设置导电性弹性体。在这种情况下，虽然利用导电性弹性体的反作用力将阴极的挠性膨胀合金朝向阳极的刚性膨胀合金按压，但是此时阴极的挠性膨胀合金能够根据阳极的刚性膨胀合金的主面的平面度而局部地进行位移。因此，即使在电解槽单元彼此以较强地紧固的方式固定，且较大程度地作用导电性弹性体的反作用力的条件下，也不易发生电流分布的不均匀化等不良情况，能够使阳极、离子交换膜、阴极彼此良好地紧贴。

虽然没有特别限定，相对较硬的刚性的膨胀合金由于“相对而言的刚性”而厚度可以优选为0.2～2.0mm的程度，构成多孔即开口的股条的宽度(步长)优选为0.2～2.0mm的程度。同样地没有特别限定，挠性膨胀合金由于“相对而言的挠性”，例如，厚度可以优选为0.1～1.0mm的程度，更优选为0.1～0.5mm的程度，构成多孔即开口的股条的宽度可以优选为0.1～2.0mm的程度，更优选为0.1～1.5mm的程度。在使用金属网或冲孔金属作为挠性电极的情况下，由于“相对挠性”，因此例如厚度优选为0.1～1.0mm左右，更优选为0.1～0.5mm左右。在金属网的情况下，表示构成金属网的金属纤维的大致直径的线径φ可以优选为0.05～1.0mm的程度，更优选为0.1～0.5mm的程度。在冲孔金属的情况下，相邻的开口部间的非开口部长度L可以为0.1～2.0mm的程度，更优选为0.1～1.5mm的程度。

作为一例，膨胀合金的挠性阴极200A、隔膜300、膨胀合金的刚性阳极200B依次重叠配置，与此相对而言，导电性弹性体700设置于阴极200A的背面侧(即，隔膜300的设置侧的相反侧)。由于导电性弹性体700以在膨胀合金的阴极200A与阴极基部之间变得狭窄的方式施加变形进行设置，因此在与导电性弹性体700的弹性部直接接触的膨胀合金的挠性阴极200A上直接作用导电性弹性体700的弹性力。其结果是，膨胀合金的挠性阴极200A以朝向膨胀合金的刚性阳极200B按压的方式施力，使得挠性阴极200A、隔膜300、刚性阳极200B彼此紧贴。另外，不与导电性弹性体直接接触的电极即刚性阳极自身在电解槽单元的电极支撑体等上固定为不会移动，因此以阻挡导电性弹性体的弹性力的方式发挥作用，有助于实现紧贴化。

支撑体构成电解槽的外壳，详情后述。作为一例，一组两个的支撑体构成电解槽的外壳。各支撑体构成为具有：位于周缘部的支撑体框架、以及与支撑体框架连续且形成内部空间(具体而言是凹部空间)的底部。即，在支撑体中构成为，在俯视角度下支撑体框架包围内部空间(具体而言是凹部空间)。以这样的结构为前提，两个支撑体以支撑体框架的密封面彼此将上述隔膜及位于该密封面的垫片夹持的方式对置地配置。

[本发明的特征部分]

以下，对本发明一实施方式的电解槽的特征部分进行说明。本案发明人深入研究了用于抑制隔膜的局部性变形的解决方案，其中，所述隔膜的局部性变形是由于在支撑体框架的内侧缘与电极的端部边缘之间产生间隙而引起的。其结果是，本案发明人提出了具有如下特征的本发明一实施方式的电解槽。

本发明一实施方式的电解槽100至少具有：阳极200B、阴极200A、配置在这些电极之间的隔膜300、支撑体400以及垫片500(参照图1～图3)。本发明一实施方式的特征与在上述“电解槽的基本结构”一栏中说明的电解槽的构成要素中的、电极(尤其是电极的端部边缘)与支撑体框架的位置关系有关。尤其是，在本发明一实施方式中，在俯视角度下，阳极200B和阴极200A至少一方的电极的至少端部边缘211与支撑体框架400的密封面411重合(尤其是参照图3)。这一点是本发明一实施方式的电解槽100的技术特征部分。

另外，在对本发明的特征部分进行说明之前，先说明用语的定义。本说明书中所说的“电极的端部”是指形成电极的外缘或轮廓区域的部分。在本说明书中所说的“电极的端部边缘”是指上述电极的端部的、尤其是电极最末端的部分。即，电极的端部边缘是构成电极的“最”外缘的边缘本身，是俯视观察电极时的构成电极的各边部分。在本说明书中，所谓“支撑体框架410的密封面411”，广义上是指用于将支撑体框架410彼此密封的面，狭义上是支撑体框架410所具有的面中的、具有防止电极室内部的电解液及产生的气体等向外部泄漏的功能的面。

另外，本说明书中所说的“以电极的端部边缘与支撑体框架的密封面重合的方式配置”是指，在俯视角度下，如图2A及图3所示那样，以支撑体框架的密封面411的一部分与电极的端部边缘211相互重叠的方式对电极的端部边缘进行定位。换言之，这种重合的配置是指：以支撑体框架的密封面411的一部分被电极的端部边缘211覆盖或者电极的端部边缘211将支撑体框架的密封面411的一部分覆盖的方式对电极的端部边缘进行定位。另外，在本发明一实施方式中，电极的端部边缘211位于支撑体框架的密封面411的边缘部上，即位于形成支撑体框架的密封面411的边上的情况也属于“重合”。

本发明一实施方式的电解槽100通过具有上述技术特征，能够获得如下的技术效果。

具体而言，在本发明一实施方式中，以在俯视角度下电极的端部边缘211与支撑体框架的密封面411重合的方式配置(参照图3)。通过这样的重合配置，与现有的电解槽相比，在剖视角度下，电极的端部边缘211位于比支撑体框架的内侧缘412靠外侧的位置。就另一观点而言，是在剖视角度下，电极的端部边缘211位于支撑体框架的密封面411或该密封面411上，详情后述。

这种重合的配置能够通过在俯视角度下使电极尺寸比被支撑体框架410的密封面411的内侧缘412包围的区域的尺寸大来实现。另外，本说明书中所说的“被支撑体框架410的密封面411的内侧缘412包围的区域”，广义上是指周围被支撑体框架410包围的区域，狭义上是指被构成支撑体框架410的密封面411的边缘中的、电极室侧的边缘包围的区域。通过采用这样的结构，能够实现俯视角度下的、电极的端部边缘211与支撑体框架的密封面411重合的配置。

通过采用上述重合的配置，能够避免在支撑体框架的内侧缘412与电极的端部边缘211之间产生间隙。因此，能够避免位于电极上的隔膜300部分地进入该间隙，由此能够抑制隔膜300的局部性变形。因此，通过抑制该隔膜300的局部性变形，能够使电解槽100良好地工作。

此外，在现有的电解槽100’中，有可能发生隔膜300’的局部性变形。由于这种局部性变形，会导致隔膜300’屈曲成V形，从而在隔膜300’的屈曲部分处蓄积负荷。其结果是，有可能导致隔膜300’自身的损伤。针对这一点，在本发明一实施方式的电解槽100中，能够抑制隔膜300的局部性变形，因此也能够抑制隔膜300的损伤。

此外，通过电极的端部边缘211与支撑体框架的密封面411重合的配置，使得不需要进行电极的端部边缘211与支撑体框架410之间的精密的位置调整。因此，能够高效且简便地进行将电极200配置于支撑体400的作业，因此能够缩短电解槽100的组装时间。即，还能够提高组装电解槽100的作业效率。

以上，对基于本发明一实施方式的技术特征(电极的端部边缘与支撑体框架的密封面重合的配置)而产生的作用效果进行了说明。以下着眼于支撑体框架410的密封面411与垫片500的位置关系，来对本发明的技术特征进行说明。

如图2B、图2C以及图3所示，在本发明一实施方式的电解槽100中，垫片500位于支撑体框架的密封面411上。具体而言，为了防止电极室内的电解液或产生的气体向外部泄漏，垫片500配置为将支撑体框架的密封面411之间堵塞。利用垫片500具有弹性且能够通过压缩而发生弹性变形的性能，能够良好地防止在支撑体框架的密封面411之间产生间隙。垫片500覆盖支撑体框架的密封面411的区域越宽，垫片500的密封特性就越高，另一方面，覆盖的区域越窄，密封特性就越低。

因此，为了良好地实现上述本发明的技术特征(电极的端部边缘与支撑体框架的密封面重合的配置)，优选垫片500的内侧缘510位于比支撑体框架的密封面411的内侧缘412靠外侧的位置。本说明书中所说的“垫片的内侧缘”，如图3所示，是指垫片的缘部中的、朝向电解液所在的电极室的一侧的缘部。

在现有的电解槽中，为了防止电解液等从电极室内向外部漏出，通常将垫片配置为与支撑体框架的内侧缘平齐。与此相对，在本发明一实施方式中，垫片500的内侧缘510位于比支撑体框架的密封面411的内侧缘412靠外侧的位置。即，垫片500位于支撑体框架的密封面411的一部分上。

作为能够使垫片500的内侧缘设置在支撑体框架的密封面411的内侧缘412的外侧的位置，只要是能够获得防止电解液等从电极室向外部漏出这样的垫片500的密封特性的位置则没有特别限定。例如，在剖视角度下，就垫片的内侧缘和支撑体框架的密封面的内侧缘之间的距离而言，可以为支撑体框架410的内侧缘和与其对置的外侧缘之间的距离的30％以下，优选20％以下，更优选为10％以下。

另外，本发明中使用的垫片500可以是常规地用于电解的类型。例如，垫片500优选为对碱性物质具有耐受性且密封性高的具有弹性的材料。例如可以由从以下材料的组中选择的一种树脂材料构成，即：天然橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯·丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁二烯橡胶、乙烯·丙烯橡胶(EPM橡胶)、乙烯·丙烯·二烯橡胶(EPDM橡胶)、氯丁二烯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶、多孔质PTFE(聚四氟乙烯)等。

以下，在本发明一实施方式中，对电极的端部边缘211与支撑体框架的密封面411能够采用的重合的方式进行说明。只要电极的端部边缘211与支撑体框架的密封面411的一部分重叠即可，其方式没有特别限制。

作为一例，能够采用如图4A所示那样在剖视角度下电极的端部边缘211与支撑体框架的密封面411分离而位于该密封面411上的方式。作为其他例子，能够采用如图4B和图4C所示那样在剖视角度下电极的端部边缘211定位成与支撑体框架的密封面411接触的方式。即，在本发明一实施方式中，电极的端部边缘211能够与支撑体框架的密封面411接触或位于该密封面411上方。

在上述方式中，优选采用电极的端部边缘211与支撑体框架的密封面411相互分离的方式。就将电极的端部边缘211定位成与支撑体的密封面411接触的方式而言，在使用时负荷施加于电极的端部边缘211，有可能损伤电极的端部边缘211。与此相对，在采用分离配置方式的情况下，可在端部边缘211与支撑体框架的密封面411之间形成空间。由此，能够抑制负荷施加于电极的端部边缘211，从而能够良好地抑制电极的端部边缘211的损伤。

另外，作为一个例子，如图4A和图4C所示，能够使电极的端部边缘211位于比支撑体框架410的内侧缘412靠外侧的位置。作为其他例子，如图4B所示，能够使电极的端部边缘211位于支撑体框架410的内侧缘412上。

在上述方式中，优选采用使电极的端部边缘211位于比支撑体框架410的内侧缘412靠外侧的位置的方式。就使电极的端部边缘211位于支撑体框架410的内侧缘412上的方式而言，能够想到在使用时电极的端部边缘211落入到电极室内的情况。

与此相对，就使电极的端部边缘211位于比支撑体框架410的内侧缘412靠外侧的位置的方式而言，能够良好地避免在使用时电极的端部边缘211落入电极室内。尤其是，如果采用在垫片500和电极的端部边缘211之间没有间隙的结构，则能够良好地避免隔膜300因该间隙而被向外侧方向压入的情况。

此外，就使电极的端部边缘211位于比支撑体框架410的内侧缘412靠外侧的位置的方式而言，与使电极的端部边缘211位于支撑体框架410的内侧缘412上的方式相比，能够使用尺寸相对较大的电极。由此，作为整体能够进一步提高本发明一实施方式的电解槽100的电解功能。

此外，优选在剖视角度下，电极的端部210弯曲。如上所述，由于电解用电极大多为如膨胀合金那样的网眼状、多孔状或开口状，因此有可能导致电极的端部边缘211锐利化。具体而言，电极200的端部边缘211有可能成为因形成多孔或开口的多个线材而长倒刺那样的锐利的边缘。因此，也需要考虑该锐利的端部边缘211损伤隔膜的情况。

关于这一点，在本发明一实施方式的电解槽100中，如图4A～图4C所示，在以电极的端部边缘211与支撑体框架的密封面411重合的方式进行定位时，通过使包含电极的端部边缘211的电极的端部210弯曲，从而能够使电极的端部210朝向与隔膜300分离的方向。基于另一观点而言，可以说在电极的端部弯曲的情况下，隔膜300与电极的主要部分紧贴，另一方面，隔膜300与电极的主要部分以外的电极的端部210不紧贴。另外，在本说明书中，“电极的主要部分”是指除了电极的端部210以外的电极的主要区域。即，从弯曲的起点部分到电极边缘为止表示“隔膜和电极的主要部分以外的电极的端部”。根据以上所述，能够抑制电极的端部边缘211与隔膜300相互直接接触，从而能够良好地抑制隔膜300的损伤。

就上述电极的端部的弯曲程度而言，只要能够抑制锐利的端部边缘211与隔膜300的接触即可，没有特别的限制。例如，电极的主要部分(电极的除了端部210以外的部分)与电极的端部边缘211之间的距离可以为0.1mm～10mm的程度，优选为1mm～6mm的程度，例如可以为4mm。

此外，如上所述，与支撑体框架410的密封面411重合的电极可以是阳极和阴极中至少一方的电极。关于这一点，本案发明人针对关注的技术课题(位于电极上的隔膜部分地进入间隙而引发隔膜的相对较大的局部性变形)，认为有可能在作用通过导电性弹性体将隔膜向电极侧按压的力的情况下产生。考虑到这一点，与支撑体框架410的密封面411重合的电极优选为通过导电性弹性体按压隔膜300的一侧的电极。此外，本案发明人针对关注的技术课题，认为在隔膜与具有刚性的一侧的电极的端部接触的情况下变得显著，即更容易产生相对较大的局部性变形(即屈曲)。根据这一点，与支撑体框架410的密封面411重合的电极优选为相对地具有刚性的一侧的电极。

以上，对本发明一实施方式进行了说明，但是仅例示了典型例。因此，本领域技术人员容易理解本发明不限于此，并能够考虑到各种方式。

工业实用性

基于本发明的技术可用于进行电解即电气分解的各种电解槽。本发明可用于例如制碱工业中使用的电解槽，尤其适用于有可能因电极而导致隔膜损伤的电解槽。

Claims (10)

1.一种电解槽，其具有阳极、阴极、隔膜和支撑体框架，其中，

在俯视角度下，所述阳极和所述阴极中至少一方的电极的至少端部边缘与所述支撑体框架的密封面重合。

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，

所述端部边缘位于所述密封面或该密封面上。

3.根据权利要求1或2所述的电解槽，其特征在于，

所述端部边缘位于所述支撑体框架的内侧缘或该内侧缘的外侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解槽，其特征在于，

所述端部边缘与所述密封面相互分离。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电解槽，其特征在于，

在剖视角度下，所述电极的端部弯曲。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电解槽，其特征在于，

所述电解槽还具有位于所述密封面上的垫片，

所述垫片的内侧缘位于比所述支撑体框架的密封面的内侧缘靠外侧的位置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电解槽，其特征在于，

在俯视角度下，所述电极的尺寸比被所述内侧缘包围的区域的尺寸大。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电解槽，其特征在于，

所述隔膜与所述电极的主要部分紧贴，

所述隔膜与所述主要部分以外的所述电极的端部不紧贴。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电解槽，其特征在于，

所述阳极和所述阴极中的一方的所述电极相对于该阳极和该阴极中的另一方的电极相对地具有刚性。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电解槽，其特征在于，

所述电解槽是零极距式的电解槽。

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