CN207276744U - 复合阳极材料与阳极板 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了复合阳极材料与阳极板，包括：金属棒芯；包覆于所述金属棒芯外的金属层；所述金属层为铅或铅合金；包覆于所述金属层外的导电陶瓷层，所述导电陶瓷层包含β‑PbO2‑A12O3复合氧化物；包覆于所述导电陶瓷层外的活性陶瓷层，所述活性陶瓷层包含γ‑MnO2‑Ti4O7复合氧化物。与现有技术先比，本实用新型提供的阳极复合材料的最外层包含γ‑MnO2‑Ti4O7复合氧化物，其中γ‑MnO2本身具有析氧电位低，在其中掺杂钛可进一步提高电极的催化活性和耐腐蚀性，同时中间导电陶瓷层β‑PbO2‑A12O3复合氧化物也具有良好的耐腐蚀性和导电性，从而使阳极复合材料的使用寿命较长，也具有较低的槽电压。

Description

复合阳极材料与阳极板
技术领域
本实用新型属于电化学技术领域，尤其涉及一种复合阳极材料与阳极板。
背景技术
在湿法冶金提取锌、铜、镍、钴、锰、铬等金属过程中，阳极材料目前仍使用铅及铅合金，其缺点是：槽电压高(3.4～3.8V)，电流效率低(75～88％)，电积过程能耗高(3400～4200度/吨锌)，阳极使用寿命短(0.5～1年)，阳极铅易溶解而进入阴极产品中，导致阴极产品质量下降。为了降低锌、铜、镍、钴、锰、铬等电积的能耗及防止阳极铅对阴极产品的污染。国内外对上述金属电积过程用不溶性阳极进行了深入研究和开发。综合国内外目前的研究和使用情况，主要有以下六类：
(1)铅银合金(含银0.5～1.0％)阳极：制造工艺简单，但由于含银较高而造价较高，其中Pb-Ag-Ca三元合金阳极和Pb-Ag-Ca-Sr四元合金极板具有强度高、耐腐蚀、使用寿命长、造价低等优点，但使用时易产生局部腐蚀，表面阳极泥结壳坚硬，不易去除而导致槽电压高，且阳极回收时银钙损失大。
(2)钛基表面涂(镀)尺寸稳定阳极(涂覆贵金属或其氧化物)：其外形尺寸稳定，无变形弯曲引起的短路问题，阴极品级率高；极板重量轻，方便搬运和处理更换。此类阳极中在酸性介质中析氧最好的电极是Ti/IrO2(70％)-Ta2O5(30％)阳极，但其价格昂贵，并在含有Mn2+离子电解液中的易氧化生成导电性差的MnO2，同时在基体和活性层之间生长，使镀层易脱落，寿命短。而且，钛基体涂层阳极不能在含F-离子的电解液中使用，甚至有时涂层中采用的金属会溶解而易引起烧板现象等。
(3)新型惰性二氧化铅阳极：此电极的制备，通常选用钛、石墨、塑料和陶瓷等为基体材料，通过基体表面粗化处理、涂镀底层、α-PbO2中间层以及电镀β-PbO2等基本过程，镀制得到PbO2电极。但这样电镀制得的PbO2电极作为不溶性阳极，在使用中会出现以下问题：a、PbO2沉积层与电极表面结合不紧密或沉积层不均匀；b、PbO2沉积层多孔且粗糙，内应力大；c、PbO2沉积层易剥落或腐蚀，寿命不长，而掺杂含氟树脂和(或)不活泼的颗粒PbO2电极用在湿法冶金中的槽电压高。
(4)以轻质金属铝为内芯与外层铅合金通过熔盐化学镀过渡层熔铸或电镀的形式来互熔得到的阳极：其同样存在一些难以解决的问题，一是解决不了铅合金液的流动性以及大尺寸阳极板局部可能出现的孔洞；二是镀层会出现一些晶界缝隙，电解时产生的氧气透过镀层的晶界缝隙氧化铝基体，形成导电性差的三氧化二铝膜层，恶化阳极性能。
(5)表面预处理的铅阳极：铅基合金本身在硫酸溶液中是不稳定的。当铅基合金阳极放入硫酸溶液中，会很快的在新鲜阳极表面发生，渐渐的阳极表面被一层不导电的PbSO4层覆盖。不导电的PbSO4层一方面阻止了铅合金内部进一步腐蚀，另一方面导致阳极电位升高。由于铅表面高的析氧过电位，导致PbO2形成。现有技术预处理的铅阳极表面虽然可以得到α-PbO2或β-PbO2，但α-PbO2是斜方晶系结构，其导电性差，且硬度低；β-PbO2电极的析氧过电位高，使得槽电压高，并且始终解决不了铅进入阴极产品中，降低阴极产品品质。为了克服以上问题，用二氧化锰替代二氧化铅作为最外层，二氧化锰作为不溶性阳极析氧过电位低，能节约能耗；但大多数电解二氧化锰是在硫酸体系中得到，其厚度只能在10～100μm内，超过100μm时二氧化锰镀层因内应力大会脱落，且其在含氯离子的电解液中使用不能很好的抑制C12的产生。
(6)湿法冶金提取金属用栅栏型阳极板：改善了电解液的流动性能，提高了电解有色金属收集的效果和质量，避免了阴极板进行起吊时，触碰阳极板的缺陷。采用廉价的铝基作为基体，材料成本明显降低，但其依然存在槽电压较高、导电梁表面易于结晶出现短路现象、绝缘护套影响电力线分布，降低阴极产品产量以及寿命短等问题。
随着锌资源的不断开采，高品质的锌精矿越来越少，富含杂质的难冶锌精矿逐渐增多，以往不太放心使用的各种含锌物料也进入了回收运用流程。不少国内外高氯锌精矿以及锌氧粉的购入和运用，也是造成生产经济技术指标严重下滑的主要原因之一。实验证明，电解液含氯超过1000mg/L，氯离子将腐蚀阳极，阳极被氧化为氯酸盐，极板变薄、穿孔，寿命大大缩短。因此，寻找一种低成本、耐腐蚀、高导电、抗变形、长寿命的新型节能惰性阳极材料用在湿法冶金的工业化生产中具有重要的实际价值。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种复合阳极材料与阳极板，该复合阳极材料的电催化活性好且使用寿命长。
本实用新型提供了一种复合阳极材料，包括：
金属棒芯；
包覆于所述金属棒芯外的金属层；所述金属层为铅或铅合金；
包覆于所述金属层外的β-PbO2-A12O3复合氧化物导电陶瓷层；
包覆于所述导电陶瓷层外的γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物活性陶瓷层。
优选的，所述金属棒芯与金属层之间还设置有第一金属层；所述第一金属层为纳米银层；所述第一金属层的厚度为0.02～2μm；所述金属棒芯外与第一金属层之间还设置有氧化膜层；所述氧化膜层的厚度为0.1～4μm。
优选的，所述金属棒芯为铝或铝合金；所述金属层为铅或铅合金层；所述金属层的厚度为1～30mm。
优选的，所述β-PbO2-A12O3复合氧化物导电陶瓷层与γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物活性陶瓷层的厚度各自独立地为10～200μm。
优选的，所述金属棒芯的柱面呈瓦楞形、异构齿形与锯齿形中的一种或多种。
优选的，所述所述金属棒芯的横截面为长方型、椭圆形或圆形；所述长方型与所述椭圆形截面的长轴各自独立地为6～150mm，宽轴各自独立地为2～20mm；所述圆形截面的直径为3～100mm。
本实用新型还提供了一种阳极板，包括：
阳极基片；所述阳极基片由上述的复合阳极材料复合阳极材料形成；
导电梁；所述导电梁设置于所述阳极基片的一侧，且与阳极基片相连接。
优选的，所述阳极基片为栅栏状；所述阳极基片的长度为300～3000mm；所述阳极基片的宽度为200～1500mm；所述阳极基片中复合阳极材料之间间隙为3～40mm；所述阳极基片中复合阳极材料数量为10～80根/片。
优选的，所述阳极基片的表面积为0.5～3.6m2。
优选的，所述导电梁包括第一基体部与包裹在第一基体部外的第二金属层；所述第一基体部为铝或铝合金；所述第二金属层为铅或铅合金。
本实用新型提供了一种复合阳极材料，包括：金属棒芯；包覆于所述金属棒芯外的金属层；所述金属层为铅或铅合金；包覆于所述金属层外的β-PbO2-A12O3复合氧化物导电陶瓷层；包覆于所述导电陶瓷层外的γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物活性陶瓷层。与现有技术先比，本实用新型提供的阳极复合材料的最外层包含γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物，其中γ-MnO2本身具有析氧电位低，在其中掺杂钛可进一步提高电极的催化活性和耐腐蚀性，同时中间导电陶瓷层β-PbO2-A12O3复合氧化物也具有良好的耐腐蚀性和导电性，从而使阳极复合材料的的使用寿命较长，也具有较低的槽电压；并且γ-MnO2在电解使用中析氧超电位低，析氯超电位高，因此可抑制氯气的析出。
附图说明
图1为本实用新型提供的复合阳极材料的结构示意图；
图2为本实用新型提供的阳极板的结构示意图；
图3为本实用新型提供的阳极板的结构示意图；
图4为图3中导电接头A-A处截面的结构示意图；
图5为图3中导电接头B-B处截面的结构示意图；
图6为本实用新型提供的复合阳极材料的制备流程示意图；
图7为本实用新型提供的阳极板的制备流程示意图；
图8为本实用新型实施例1中得到的导电陶瓷层的X射线衍射图谱；
图9为本实用新型实施例1中得到的导电陶瓷层的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本实用新型提供了一种复合阳极材料，包括：
金属棒芯；
包覆于所述金属棒芯外的金属层；所述金属层为铅或铅合金；
包覆于所述金属层外的β-PbO2-A12O3复合氧化物导电陶瓷层；
包覆于所述导电陶瓷层外的γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物活性陶瓷层。
参见图1，图1为本实用新型提供的复合阳极材料的结构示意图，其中10为金属棒芯、20为第一金属层、30为金属层、40为导电陶瓷层、50为活性陶瓷层。
其中，所述金属棒芯为本领域技术人员熟知的金属棒芯即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选为铝或铝合金；以铝或铝合金为基体，其质量轻，生产成本低。在本实用新型提供的一些实施例中，所述金属棒芯优选为铝。铝的密度与铅合金相比低4倍多，在相同体积材料下，使材料成本下降，且其导电性能仅次于银和铜，导电性是铅的七倍，质量轻，强度比铅高。所述金属棒芯的横截面的形状优选为长方形、椭圆形或圆形；当金属棒芯的横截面为长方形或椭圆形时，其长轴各自独立地优选为6～150mm，更优选为10～100mm，宽轴各自独立地优选为2～20mm，更优选为3～15mm；当金属棒芯的横截面为圆形时，其直径优选为3～100mm，更优选为6～50mm；金属棒芯的横截面越宽，清理阳极表面阳极泥上的二氧化锰越容易，并且使阳极材料形成的阳极板的重量降低。所述金属棒芯的柱面优选呈瓦楞形、异构齿形与锯齿形中的一种或多种。可使金属棒芯与金属层的结合力增强，避免因电解过程中氧化物脱落所导致的短路问题。
按照本实用新型，所述金属棒芯外优选包覆有第一金属层，可避免金属棒芯在制备过程中生成导电性差的氧化物，并且有利与金属棒芯与其他金属的互溶，减少了界面电阻，降低了槽电压。在本实用新型中，更优选先包覆氧化膜层，再包覆第一金属层；所述氧化膜层的厚度优选为0.1～4μm；所述第一金属层优选由纳米银形成；所述第一金属层的厚度优选为0.02～2μm，更优选为0.5～2μm。
所述第一金属层外包覆有金属层；该金属层可提高复合阳极材料在硫酸体系中的耐腐蚀性并有利于后续导电膜的形成。所述金属层为本领域技术人员熟知的金属层即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选为铅或铅合金，使金属层具有较高的耐腐蚀性与导电性；所述金属层的厚度优选为1～30mm，更优选为3～25，再优选为3～20mm，再优选为3～15mm，再优选为3～10mm，再优选为3～6mm，最优选为3～4mm。。一般金属层的厚度越厚阳极寿命越长，但太厚会导致电解过程中阴极和阳极搭接在一起，而引起阴阳极板短路，当其为1～30mm时，使阳极的寿命长且导电性好。
所述金属层外包覆有β-PbO2-A12O3复合氧化物导电陶瓷层。在β-PbO2镀层中引入两性物质A12O3颗粒，其作用如下：其一减少了镀层中的孔隙率，防止电解液腐蚀电极材料；其二是嵌在镀层表面的颗粒与盐酸反应溶解，表面会形成均匀大小的蚀坑，后续复合电沉积减少了γ-MnO2镀层的裂纹，使β-PbO2和MnO2结合牢固，提高电极的活性，延长电极的使用寿命；其三，活性陶瓷层中含有二氧化锰，二氧化锰镀层超过100μm时因内应力大会脱落，β-PbO2-A12O3复合氧化物使二氧化锰镀层的内应力降低。当活性陶瓷层的厚度增大时，二氧化锰易脱落，由此，一方面β-PbO2在含Mn2+的镀液中，β-PbO2与Mn2+发生反应容易在表面形成Pb-MnOx的混晶态，使MnO2更容易在导电陶瓷结合，二氧化锰不易脱落，另一方面引入A12O3颗粒使导电陶瓷层表面会形成均匀大小的蚀坑，后续复合电沉积减少了γ-MnO2镀层的裂纹。
按照本实用新型，所述β-PbO2-A12O3复合氧化物导电陶瓷层的厚度优选为10～200μm，更优选为30～150μm，再优选为30～100μm。如导电陶瓷层太厚易产生裂纹并且制作成本高，而太薄导电效果和耐腐蚀差，当导电陶瓷层的厚度为10～200μm时，导电陶瓷层无裂纹，成本低，导电效果和耐腐蚀好；所述导电陶瓷层β-PbO2-A12O3复合氧化物中A12O3的含量优选为1～8wt％。如A12O3的含量太低则效果不大，而A12O3的含量太高，则会使镀层容易裂开或者很粗糙。
所述导电陶瓷层外包覆有γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物活性陶瓷层。γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物中γ-MnO2的在含氯离子的电解液中使用时，有利于氧气的析出，抑制氯气的产生，不仅降低了阳极的腐蚀速率，而且改善了工人的环境问题，极大的提高了生产效率；同时，在γ-MnO2镀层中引入亚氧化钛颗粒，二者协同作用，进一步显著地提高电极的耐蚀性和催化活性。
按照本实用新型，所述γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物活性陶瓷层的厚度优选为10～200μm，更优选为20～150μm，再优选为20～100μm，最优选为20～80μm。如活性陶瓷层太厚易产生裂纹并且制作成本高，而太薄导电效果和耐腐蚀差，当活性陶瓷层的厚度为10～200μm时，活性陶瓷层无裂纹，成本低，导电效果和耐腐蚀好。所述活性陶瓷层γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物中Ti4O7的含量优选为1～8wt％；如Ti4O7的含量太低作用效果不佳，催化活性和耐蚀性均不高，但Ti4O7的含量太高，镀层容易裂开或者很粗糙，当Ti4O7的质量分数为1～8％时，活性陶瓷层的催化活性和耐蚀性好，镀层光滑不易开裂。
本实用新型提供的阳极复合材料的最外层包含γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物，其中γ-MnO2本身具有析氧电位低，在其中掺杂钛可进一步提高电极的催化活性和耐腐蚀性，同时中间导电陶瓷层β-PbO2-A12O3复合氧化物也具有良好的耐腐蚀性和导电性，从而使阳极复合材料的的使用寿命较长，也具有较低的槽电压；并且γ-MnO2在电解使用中析氧超电位低，析氯超电位高，因此可抑制氯气的析出。
本实用新型还提供了一种上述复合阳极材料的制备方法，包括：在金属棒芯外形成金属层；通过阳极复合电沉积在所述金属层外形成导电陶瓷层，所述导电陶瓷层包含β-PbO2-A12O3复合氧化物；通过阳极复合电沉积在所述导电陶瓷层外形成活性陶瓷层，所述活性陶瓷层包含γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物。
其中，本实用新型对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
按照本实用新型，所述金属棒芯优选利用拉拔挤压技术形成。所述金属棒芯同上所述，在此不再赘述。利用拉拔挤压技术形成的金属棒芯，铝合金晶体组织细化程度高，合金的硬度强，提高了阳极在使用过程的寿命和强度。
优选先在金属棒芯外形成第一金属层；所述第一金属层同上所述，在此不再赘述。第一金属层可以避免制备金属棒芯的过程中生成导电性差的金属氧化物，并有利于金属棒芯与其他金属的互溶，减少了界面电阻，降低了槽电压。所述第一金属层形成的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选先进行阳极氧化处理，形成氧化膜层，再包覆第一金属层；更优选先将金属棒芯进行预处理，然后进行阳极氧化处理，形成氧化膜层，再包覆第一金属层。
将金属棒芯进行预处理；所述预处理的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选先进行喷砂处理，然后浸泡在碱液中，水洗后，浸泡在酸液中，水洗，得到预处理后的金属棒芯；所述喷砂处理为本领域技术人员熟知的喷砂处理即可，并无特殊的限制，本实用新型优选喷涂80～300目的金刚砂；所述碱液为本领域技术人员熟知的碱液即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选为碱金属氢氧化物水溶液，更优选为氢氧化钠水溶液和/或氢氧化钾水溶液；所述碱液的质量浓度优选为8％～12％；所述碱液中浸泡的时间优选为2～10min；所述酸液为本领域技术人员熟知的酸液即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选为硝酸；所述酸液的质量浓度优选为10％～30％；在酸液中浸泡的时间优选为0.5～1min。
将所述预处理后的金属棒芯进行阳极氧化处理，形成氧化膜层；所述阳极氧化处理的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本实用新型阳极氧化处理时所用的阳极氧化液优选包括：100～180g/L硫酸、1～30g/L草酸、1～4g/L铝离子与0.1～1g/L明胶；更优选包括120～160g/L硫酸、2～20g/L草酸、1～4g/L铝离子与0.1～1g/L明胶；再优选包括120～140g/L硫酸、5～10g/L草酸、1～2g/L铝离子与0.3～0.5g/L明胶；所述阳极氧化处理的电流密度优选为1～1.5A/dm2；槽电压优选为18V；所述阳极氧化处理的温度优选为20℃～30℃；所述阳极氧化处理的时间优选为20～60min，更优选为30～50min，再优选为40min。
形成氧化膜层后，优选先在酸液中浸泡，水洗后再包覆第一金属层；所述酸液为本领域技术人员熟知的酸液即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选为盐酸；所述酸液的质量浓度优选为10％～30％；所述浸泡的时间优选为5～30min；所述包覆的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选采用电解的方法进行包覆；当所述第一金属层为纳米银时，优选在银盐溶液中进行电解着色处理，得到第一金属层；所述银盐溶液优选包括：0.5～2g/L AgNO3、5～12g/L硫脲与5～25g/L硫酸；更优选包括1～2g/LAgNO3、8～12g/L硫脲与10～25g/L硫酸；再优选包括1～1.5g/LAgNO3、10g/L硫脲与10～23g/L硫酸；所述电解着色处理中银盐溶液的温度优选为10℃～30℃，更优选为15℃～25℃；所述电解着色处理的交流电压为5～20V，更优选为10～20V，再优选为15～18V，最优选为16～18V；所述电解着色处理的时间优选为0.5～10min，更优选为2～8min，再优选为2～6min；所述电解着色处理的对电极为不锈钢。
然后在第一金属层外通过挤压包覆形成金属层；所述金属层同上所述，在此不再赘述。所述挤压包覆的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选具体为：将融化的铅或铅合金进行浇铸处理，得到铅锭；将所述铅锭进行热挤压处理，得到铅杆；将所述铅杆和包覆第一金属层的金属棒芯进行挤压包覆处理，在第一金属层外形成金属层。利用该方法形成金属层可减少铅合金重结晶现象以及变质剂元素分布不均的问题，并且使形成的金属层晶粒更细，得到的复合阳极材料的性能更佳。
将融化的铅或铅合金进行浇铸处理，得到铅锭；所述浇铸处理的浇铸口收缩深度不大于20mm，可有利于铅或铅合金的最大化的利用，并放于冲压机中形成的铅或铅合金线条数量多，合格率高。
将所述铅锭进行热挤压处理，得到铅杆；所述热挤压的挤压速度优选为1～8min/每锭，更优选为4～8min/每锭，再优选为6min/每锭；所述铅锭的质量优选为25～30kg。此步骤可使金属层的厚度适宜、均匀。
将所述铅杆和包覆第一金属层的金属棒芯进行挤压包覆处理，在第一金属层外形成金属层。所述挤压包覆处理优选采用包覆机进行；挤压包覆处理的效率高，效果好。
通过阳极复合电沉积在所述金属层外形成导电陶瓷层，所述导电陶瓷层包含β-PbO2-A12O3复合氧化物；采用阳极复合电沉积形成导电陶瓷层可使镀层表面均匀，固体颗粒弥散分布均匀，易于形成所需要的膜层；所述阳极复合电沉积的温度优选为20℃～80℃，更优选为40℃～70℃；所述阳极复合电沉积的阳极电流密度优选为0.1～10A/dm2，更优选为3～10A/dm2，再优选为3～5A/dm2；所述阳极复合电沉积的时间优选为2～20h，更优选为2～15h，再优选为4～10h；所述阳极复合电沉积优选在吹气搅拌的条件下进行，可使阳极复合电沉积的效率高且效果好；所述阳极复合电沉积的电镀液包括：硫酸10～150g/L、三氧化二铝颗粒5～20g/L、硫酸钴1～5g/L、硫酸镁1～8g/L、氟离子1～40g/L与铋离子2～6g/L；更优选为硫酸50～150g/L、三氧化二铝颗粒5～15g/L、硫酸钴1～2g/L、硫酸镁4～6g/L、氟离子5～20g/L与铋离子3～5g/L。所述三氧化二铝颗粒优选呈球状；所述三氧化二铝颗粒的粒径优选为10～50μm，更优选为10～40μm，再优选为10～30μm，最优选为10～20μm。在此粒径范围内的三氧化二铝颗粒形成的蚀坑大小均匀，有利于后续二氧化锰的电沉积，三氧化二铝颗粒太小或太大效果都不好，而且球状的三氧化二铝颗粒可使蚀坑最大化并提高了蚀坑的均匀性；电镀液中包含铋离子可使二氧化铅的膜稳定提高，并且减弱铅与氧的结合能，使得析出的氧气更容易逸出，从而使电镀液易于在β-PbO2镀层中引入两性物质A12O3颗粒。
最后通过阳极复合电沉积在所述导电陶瓷层外形成活性陶瓷层，所述活性陶瓷层包含γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物。由于活性陶瓷层中含有γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物，而γ-MnO2的在含氯离子的电解液中使用时，有利于氧气的析出，抑制氯气的产生，不仅降低了阳极的腐蚀速率，而且改善了工人的环境问题，极大的提高了生产效率；同时，在γ-MnO2镀层中引入亚氧化钛颗粒，二者协同作用，进一步显著地提高电极的耐蚀性和催化活性。所述阳极复合电沉积的温度优选为40℃～90℃，更优选为50℃～80℃，再优选为60℃～70℃；所述阳极复合电沉积的阳极电流密度优选为0.01～1A/dm2，更优选为0.1～0.8A/dm2，再优选为0.1～0.5A/dm2；所述阳极复合电沉积的时间优选为2～30h，更优选为5～25h，再优选为10～20h，最优选为10～12h；所述阳极复合电沉积优选在吹气搅拌的条件下进行，可使阳极复合电沉积的效率高且效果好；所述阳极复合电沉积的电镀液包括：硫酸锰30～250g/L、硫酸30～100g/L、纳米亚氧化钛颗粒5～20g/L、铈离子1～10g/L与酒石酸钾钠10～100g/L；更优选包括硫酸锰50～200g/L、硫酸50～80g/L、纳米亚氧化钛颗粒5～15g/L、铈离子3～8g/L与酒石酸钾钠20～80g/L；再优选包括硫酸锰100～150g/L、硫酸60～70g/L、纳米亚氧化钛颗粒10g/L、铈离子5～8g/L与酒石酸钾钠30～60g/L。其中酒石酸钾钠可稳定锰离子，使二氧化锰沉积速率变慢，保证复合二氧化锰沉积的均匀性，进而易于在γ-MnO2镀层中引入亚氧化钛颗粒；所述纳米亚氧化钛颗粒的粒径优选为1～80nm，更优选为10～60nm，再优选为20～40nm，最优选为20～30nm。采用该粒径的颗粒可有效减少镀层的内应力并且提高了镀层的催化活性。
图6为本实用新型提供的复合阳极材料的制备流程示意图。
本实用新型还提供了一种阳极板，包括：阳极基片；所述阳极基片由上述的复合阳极材料形成；导电梁；所述导电梁设置于所述阳极基片的一侧，且与阳极基片相连接；所述阳极基片优选为栅栏状。
参见图2与图3，图2为本实用新型提供的阳极板的结构示意图；其中100为阳极基片、200为绝缘框、300为导电梁、400为导电接头；图3为本实用新型提供的阳极板的结构示意图；其中100为阳极基片、200为绝缘框、300为导电梁、400为导电接头、500为固定增强件、600为绝缘隔垫。
本实用新型提供的栅栏型阳极板在有色金属电解使用过程中，减少了因阳极泥沉积而造成的短路现象，改善了电解液的流动性和极板电流分布均匀性，电解的稳定性和可靠性显著提高，并显著地抑制了氯气的析出，使阳极板的使用寿命增长。
按照本实用新型，所述阳极基片呈栅栏状且由上述的复合阳极材料形成，即所述复合阳极材料为栅栏板；所述复合阳极材料同上所述，在此不再赘述。所述阳极基片的长度优选为300～3000mm，更优选为500～2000mm；所述阳极基片的宽度优选为200～1500mm，更优选为500～1000mm；所述阳极基片中复合阳极材料之间间隙优选为3～40mm，更优选为5～20mm；所述栅栏板的数量即复合阳极材料的数量优选为10～80根/片，更优选为20～50根/片。与传统平板型阳极板相比，栅栏型阳极板可改善电解液的流动性，降低阴极区金属离子(铜、锌、镍)的浓差极化，提高阴极金属的沉积量，从而提高阴极电流效率。在本实用新型中所述阳极基片的表面积优选为0.5～3.6m2，更优选为0.6～3.6m2；在本实用新型提供的一些实施例中，所述阳极基片的表面积优选为0.6m2，也可优选为1.0m2、1.2m2、1.8m2、2.0m2、2.2m2、2.6m2、3.2m2或3.6m2。
设置于所述阳极基片一侧的导电梁，且其与所述阳极基片相连接；所述导电梁为本领域技术人员熟知的导电梁即可，并无特殊的限制，在本实用新型中，所述导电梁优选包括第一基体部与包裹在第一基体部外的第二金属层；所述第一基体部优选由铝或铝合金形成；所述第一基体部的厚度优选为3～50mm；所述第二金属层包裹在第一基体部外，其优选由铅或铅合金形成；所述第二金属层的厚度优选为1～20mm。在第一基体部外包括第二金属层可减少导电梁上硫酸铝和硫酸铜的产生，避免了导电梁冲洗带入电解液而引起阴极产品质量降低的问题，并且相对于涂覆防腐涂层，第二金属层还提供了导电梁的导热性，避免其发热而引起的电压降低。
按照本实用新型，所述栅栏型阳极板优选还包括导电接头；所述导电接头设置于导电梁的一侧，用于与外接电源相连。参见图4与图5，图4为图3中导电接头A-A处截面的结构示意图，其中410为第二集体、420为第三金属层、300为导电梁、400为导电接头；图5为图3中导电接头B-B处截面的结构示意图，其中410为第二集体、420为第三金属层。
所述导电接头为本领域技术人员熟知的导电接头即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选包括第二基体与包裹在第二基体外部的第三金属层；所述第二基体优选为铜或铜合金形成；所述第二基体的厚度优选为6～30mm；所述第三金属层覆盖在第二基体的部分表面；所述第三金属层优选由铝或铝合金形成；所述第三金属层的厚度优选为6～12mm。本实用新型提供的导电接头导电性能好、不易发热、电耗低、原料成本低。在本实用新型提供的一些实施例中，所述导电接头优选为夹接式导电接头或搭接式导电接头，以便于导电接头与外接电源相连；所述搭接式导电接头的第三金属层优选呈T型，有利于增加导电接头第二基体与第三金属层的表面接触，提高导电接头的导电性。
本实用新型提供的栅栏型阳极板优选还包括绝缘框；所述绝缘框设置于阳极基片的两侧且与导电梁相连接。绝缘框可避免阳极板与阴极板之间短路；所述绝缘板为本领域技术人员熟知的绝缘框即可，并无特殊的限制，本实用新型中优选由由抗冲击聚苯乙烯、改性聚丙烯、改性聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、改性聚碳酸酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种形成，其绝缘效果好；所述抗冲击聚苯乙烯优选为高抗冲击聚苯乙烯。所述绝缘框优选为带卡槽的方形，宽度优选为5～60mm，厚度优选为5～50mm，可将阳极基片通过卡槽固定于绝缘框上。
更优选地，还包括固定增强件；所述固定增强件的两端分别固定于绝缘框上，用于固定阳极基片，该固定增强件牢固、不易腐蚀及老化。所述固定增强件优选由铅或铅基多元合金形成；所述铅基多元合金优选为铅银锑合金、铅锡锑合金、铅银钙锶合金、铅银钙稀土合金、铅银锡锑合金、铅锑锡稀土合金与铅银锑锡稀土合金中的一种或多种。上述材料形成的固定增强件能使阳极的电极耐蚀性、导电性和硬度提高，并且易于在其表面形成导电陶瓷膜。
更优选地，还包括绝缘隔垫；所述绝缘隔垫设置于所述阳极基片与固定增强件之间，防止固定增强件与阳极基片之间短路；所述绝缘隔垫为本领域技术人员熟知的绝缘隔垫即可，并无特殊的限制，本实用新型优选由抗冲击聚苯乙烯、改性聚丙烯、改性聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、改性聚碳酸酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的一种或多种形成；所述抗冲击聚苯乙烯优选为高抗冲击聚苯乙烯，其绝缘效果好。
本实用新型还提供了一种上述阳极板的制备方法，包括以下步骤：S1)形成阳极基片；S2)在所述阳极基片上加载导电梁，使导电梁与阳极基片形成电连接，得到阳极板。
所述阳极基片由上述复合阳极材料形成；所述复合阳极材料同上所述，在此不再赘述；在本实用新型中所述阳极基片优选为栅栏型。
然后在阳极基片上加载导电梁，使导电梁与阳极基片形成电连接。具体包括：将第一基体部焊接在阳极基片上；然后在第一基体部上涂覆第二金属层，更优选在第一基体部表面刷镀铅并进行电镀处理，加载导电梁。由此，通过刷镀铅和电镀处理两种方式在第一基体部形成第二金属层，使第二金属层的厚度满足需要。所述电镀处理的温度为20℃～50℃，更优选为30℃～40℃；阴极电流密度为1～6A/dm2，优选为3～4A/dm2；并在吹气搅拌的条件下进行，电镀时间为8～30h，更优选为10～20h，再优选为10～12h。此条件下电镀处理的效率高，效果好；所述电镀处理的电镀液包括：甲基磺酸铅100～200g/L、甲基磺酸30～80ml/L、甲基磺酸亚锡1～20g/L、柠檬酸三钠80～180g/L、酒石酸锑钾1～10g/L和添加剂1～10g/L；更优选包括甲基磺酸铅100～150g/L、甲基磺酸40～60ml/L、甲基磺酸亚锡10～15g/L、柠檬酸三钠80～160g/L、酒石酸锑钾2～8g/L和添加剂1～5g/L；再优选包括甲基磺酸铅100～120g/L、甲基磺酸50ml/L、甲基磺酸亚锡10g/L、柠檬酸三钠80g/L、酒石酸锑钾5g/L和添加剂2g/L；所述添加剂优选为明胶。该电镀液可使形成的铅镀层光滑，厚度均匀。
再在导电梁上加载导电接头，用于与外接电源相连。该导电接头的制备方法包括：将预热的铜棒进行热浸锡处理，得到锡浸后的铜棒；利用熔融的铝或铝合金包覆浸锡后的铜棒进行铝热反应和热挤压拉拔，得到铝包覆的铜棒；将铝包覆的铜棒进行成型处理，得到所述导电接头。由此，生产成本低，并易获得不同形状大小的导电接头。
图7为本实用新型提供的阳极板的制备流程示意图。
本实用新型制备得到的阳极板在有色金属电解使用过程中，减少了因阳极泥沉积而造成的短路现象，改善电解液的流动性和极板电流分布均匀性，电解的稳定性和可靠性显著提高，并显著的抑制了氯气的析出，阳极板的使用寿命长。
本实用新型提供的复合阳极材料及阳极板具有以下优点：
(1)采用栅栏型阳极板替代传统的平板型阳极板，与传统平板型阳极板相比，可改善电解液的流动性，降低阴极区金属离子(铜、锌、镍)的浓差极化，提高阴极金属的沉积量，从而提高阴极电流效率。
(2)对铝棒进行喷砂，再进行阳极氧化，然后通过电解着色产生纳米银，极大地提高了铝的硬度、耐高温及电流导通效率，避免铝在拉拔铅合金过程中生成导电性差的三氧化二铝的不足，有利于其与铅合金的互溶，减少了界面电阻，降低了槽电压。
(3)导电梁的铜铝复合导电头通过铝热反应制备，降低了生产成本，并易获得不同形状大小的复合导电头。
(4)采用导电梁上镀铅方式，减少了梁上硫酸铝和硫酸铜的产生，避免了导电梁冲洗带入电解液而引起阴极产品质量降低的问题，并且相对于涂敷防腐涂层，提高了导电梁的导热性，避免梁发热而引起的电压降。
(5)采用铅合金锭通过热挤压方式制备铅合金杆，减少了铅合金重结晶现象以及变质剂元素分布不均的问题，并使铅合金达到了良好的晶粒细化的效果。
(6)在β-PbO2镀层中引入两性物质A12O3颗粒，在盐酸中会溶解，其表面会形成均匀大小的蚀坑，后续复合电沉积减少了γ-MnO2镀层的裂纹，使β-PbO2和MnO2结合牢固，提高电极使用寿命。在β-PbO2镀层中引入铋掺杂起到使二氧化铅的膜稳定性提高，并且减弱铅与氧的结合能，使得析出的氧气更容易逸出。
(7)在硫酸锰溶液体系电沉积的二氧化锰易与β-PbO2镀层形成非晶态结构，在含氯离子的电解液中使用时，阳极有利于氧气的析出，抑制氯气的产生，这不仅降低了阳极的腐蚀速率，并改善了工人的环境问题，极大的提高了生产效率。
(8)在硫酸锰溶液体系中引入纳米亚氧化钛颗粒到γ-MnO2镀层中，起到协同作用，极大地提高电极的耐蚀性和催化活性。
(9)本实用新型实施例的阳极板与传统铅基合金阳极板相比，导电性显著提高，槽电压可降低18％，阴极产品品质高，材料成本降低30％，电流效率提高1～3％。
为了进一步说明本实用新型，以下结合实施例对本实用新型提供的一种复合阳极材料及其制备方法、栅栏型阳极板及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
1.1采用拉拔挤压工艺制备出横截面为长方型的铝线(截面长轴为10mm，宽轴为7mm)，其表面拉制瓦楞型花纹，然后将其表面喷射粒径为300目的金刚砂，然后置于质量比为10％的氢氧化钠中浸泡10min后，水洗，再置于质量比为20％的HNO3中浸泡0.5min后，水洗，将清洗后的棒芯置于硫酸中进行阳极氧化处理，得到氧化膜层，其中，阳极氧化液配方及工艺参数包括：120g/L硫酸(H2SO4)、10g/L草酸(H2C2O4)、1g/L铝离子、0.3g/L明胶，阳极的电流密度为1A/dm2，槽电压为18V，温度为20℃，时间为40min；再将阳极氧化后的棒芯置于质量比为20％的HC1中浸泡20min后，水洗，再置于银盐中进行电解着色处理，得到第一金属层，其中，银盐液包括：1.5g/LAgNO3、10g/L硫脲、23g/L硫酸，所述电解着色银液的温度为15℃，交流电压为18V，所述着色的时间为2min，对电极为不锈钢。
1.2将步骤1.1中处理得到的铝合金棒芯表面采用拉拔挤压工艺复合铅合金得到铝基铅合金复合阳极材料，再将铝基铅合金复合阳极材料组装成2.6m2栅栏型阳极板支架(阳极基片栅栏板的复合阳极材料数量为42根/片，复合阳极材料之间间隙优选为5mm，阳极基片的长度为1490mm，阳极基片的宽度约为960mm)，最后将栅栏型阳极板支架焊接于铝或铝合金导电梁上，得到栅栏型铝基铅合金阳极板。其中，铝基铅合金复合阳极材料按以下方法操作：先将融化的铅或铅合金浇铸于圆柱形(Φ120*350mm)竖模中，控制浇铸口收缩深小于20mm，得到的铅合金锭后，立即放入挤压机中以6min/每锭挤压速度热挤压出直径为10mm的铅杆，采用收线盘收取铅杆，再使其与具有一定的温度铝芯线以10m/min速度进入自动挤压包覆机模具中，通过包覆机挤压复合得到铝基铅合金复合阳极材料；包覆厚度为4mm。铝或铝合金导电梁中的铜铝复合导电头的制备按如下方法：先将铜棒预热到300℃进行热浸锡，然后将熔融的铝及铝合金液包覆铜棒，使浸锡铜棒表面发生铝热反应，达到冶金结合的效果，将复合铜铝复合棒进行加工，得到铜铝复合导电头。
1.3将步骤1.2制备的栅栏型铝基铅合金阳极板置于电镀液中，在30℃，阳极电流密度为10A/dm2、吹气搅拌的条件下电镀4小时，在栅栏型阳极板表面形成β-PbO2-A12O3导电陶瓷覆盖层，再经水洗、干燥后备用，其中电镀液配方为：硫酸(H2SO4)100g/L，三氧化铝颗粒(A12O3平均粒径为20μm)10g/L，硫酸钴(CoSO4)2g/L，硫酸镁(MgSO4)6g/L，氟离子(F-)4g/L与铋离子3g/L混合后，经超声波分散10分钟后电沉积。
1.4将步骤1.3制备的栅栏型铝基铅合金阳极板置于电镀液中，在70℃，阳极电流密度为0.1A/dm2、吹气搅拌的条件下电镀10小时，在栅栏型阳极板表面形成γ-MnO2-Ti4O7活性陶瓷覆盖层，再经水洗、干燥后备用，其中电镀液配方为：硫酸锰(MnSO4)150g/L，硫酸(H2SO4)80g/L，酒石酸钾钠30g/L纳米亚氧化钛颗粒(Ti4O7平均粒径为20nm)10g/L，铈离子5g/L，混合后，栅栏型阳极板经20％的HC1中浸泡10分钟后电沉积。
1.5将步骤1.4制备的栅栏型铝基铅合金阳极板导电梁表面刷镀铅后置于电镀液中，在30℃，阴极电流密度为3A/dm2、吹气搅拌的条件下电镀10小时，在导电梁表面形成铅或铅合金层，再经水洗、干燥后即得湿法冶金提取金属用栅栏型铝基铅合金复合阳极板，其中电镀液配方为：甲基磺酸铅Pb(CH3SO3)2 100g/L，甲基磺酸CH4SO3 50ml/L，甲基磺酸亚锡Sn(CH3SO3)210g/L，柠檬酸三钠(C6H5O7Na3.H2O)80g/L，酒石酸锑钾C4H4O6K(SbO)·2H2O5g/L，明胶2g/L，混合后，经超声波分散10分钟后电沉积。
本实施例制备的栅栏型铝基铅合金复合阳极板在锌电解液(60g/L Zn2+、170g/LH2SO4、3g/LMn2+、50mg/L氟化钠、400mg/L C1-离子、35℃、i＝500A/m2)使用100天，得到结果见表1。
表1 阳极板在锌电解液中使用100天测试结果
由表1可知，本实用新型实施例1中得到的阳极板的耐腐蚀性比传统的铅银合金(Pb-0.75％Ag)阳极板提高了3.1倍多，电解效率提高了1.5％，槽电压降低了388mV。
利用X射线衍射对实施例1中得到的导电陶瓷层进行分析，得到其X射线衍射图谱，如图8所示。
利用扫描电镜对实施例1中得到的导电陶瓷层进行分析，得到其扫描电镜照片，如图9所示。
实施例2
2.1采用拉拔挤压工艺制备出横截面为圆型的铝线(截面直径为10mm)，其表面拉制瓦楞型花纹，然后将其表面喷射粒径为50目的金刚砂，然后置于质量比为10％的氢氧化钠中浸泡10min后，水洗，再置于质量比为20％的HNO3中浸泡0.5min后，水洗，将清洗后的棒芯置于硫酸中进行阳极氧化处理，得到氧化膜层，其中，阳极氧化液配方及工艺参数包括：140g/L硫酸(H2SO4)、5g/L草酸(H2C2O4)、1g/L铝离子、0.3g/L明胶，阳极的电流密度为1A/dm2，槽电压为18V，温度为20℃，时间为40min；再将阳极氧化后的棒芯置于质量比为20％的HC1中浸泡20min后，水洗，再置于银盐中进行电解着色处理，得到第一金属层，其中，银盐液包括：1g/L AgNO3、10g/L硫脲、10g/L硫酸，所述电解着色银液的温度为25℃，交流电压为16V，所述着色的时间为6min，对电极为不锈钢。
2.2将步骤2.1处理得到的铝合金棒芯表面采用拉拔挤压工艺复合铅合金得到铝基铅合金复合阳极材料，再将铝基铅合金复合阳极材料组装成3.2m2栅栏型阳极板支架(阳极基片栅栏板的复合阳极材料数量为44根/片，栅栏板复合材料之间间隙优选为7mm，阳极基片的长度为1720mm，阳极基片的宽度约为990mm)，最后将栅栏型阳极板支架焊接于铝合金导电梁上，得到栅栏型铝基铅合金阳极板。其中，铝基铅合金复合阳极材料按以下方法操作：先将融化的铅或铅合金浇铸于圆柱形(Φ120*350mm)竖模中，控制浇铸口收缩深小于20mm，得到的铅合金锭后，立即放入挤压机中以6min/每锭挤压速度热挤压出直径为20mm的铅杆，采用收线盘收取铅杆，再使其与具有一定的温度铝芯线以10m/min速度进入自动挤压包覆机模具中，通过包覆机挤压复合得到铝基铅合金复合阳极材料，包覆厚度为3mm。铝合金导电梁中的铜铝复合导电头的制备按如下方法：先将铜棒预热到300℃进行热浸锡，然后将熔融的铝及铝合金液包覆铜棒，使浸锡铜棒表面发生铝热反应，达到冶金结合的效果，将复合铜铝复合棒进行加工，得到铜铝复合导电头。
2.3将步骤2.2制备的栅栏型铝基铅合金阳极板置于电镀液中，在60℃，阳极电流密度为10A/dm2、吹气搅拌的条件下电镀4小时，在栅栏型阳极表面形成β-PbO2-A12O3导电陶瓷覆盖层，再经水洗、干燥后备用，其中电镀液配方为：硫酸(H2SO4)150g/L，三氧化铝颗粒(A12O3平均粒径为10μm)10g/L，硫酸钴(CoSO4)2g/L，硫酸镁(MgSO4)4g/L，氟离子(F-)12g/L与铋离子5g/L混合后，经超声波分散10分钟后电沉积。
2.4将步骤2.3制备的栅栏型铝基铅合金阳极板置于电镀液中，在60℃，阳极电流密度为0.5A/dm2、吹气搅拌的条件下电镀12小时，在栅栏型阳极板表面形成γ-MnO2-Ti4O7活性陶瓷覆盖层，再经水洗、干燥后备用，其中电镀液配方为：硫酸锰(MnSO4)150g/L，硫酸(H2SO4)60g/L，酒石酸钾钠60g/L,纳米亚氧化钛颗粒(Ti4O7平均粒径为30nm)10g/L，铈离子5g/L，混合后，栅栏型阳极板经20％的HC1中浸泡10分钟后电沉积。
2.5将步骤2.4制备的栅栏型铝基铅合金阳极板的导电梁表面刷镀铅后置于电镀液中，在30℃，阴极电流密度为3A/dm2、吹气搅拌的条件下电镀15小时，在导电梁表面形成铅或铅合金层，再经水洗、干燥后即得湿法冶金提取金属用栅栏型铝基铅合金复合阳极板；其中电镀液配方为：甲基磺酸铅Pb(CH3SO3)2 120g/L，甲基磺酸CH4SO3 50ml/L，甲基磺酸亚锡Sn(CH3SO3)210g/L，柠檬酸三钠(C6H5O7Na3.H2O)80g/L，酒石酸锑钾C4H4O6K(SbO)·2H2O5g/L，明胶2g/L，混合后，经超声波分散10分钟后电沉积。
本实施例制备的栅栏型铝基铅合金复合阳极板在锌电解液(60g/L Zn2+、170g/LH2SO4、3g/LMn2+、50mg/L氟化钠、400mg/L C1-离子、35℃、i＝500A/m2)使用100天，得到结果见表1。由表1可知，该阳极板的该阳极板的耐腐蚀性比传统的铅银合金(Pb-0.75％Ag)阳极板提高了4.8倍多，电流效率提高2.2％，槽电压低332mV。
实施例3
制备方法与实施例1相同，只是A12O3平均粒径为50μm,Ti4O7平均粒径为80nm。
实施例4
制备方法与实施例1相同，只是A12O3平均粒径为40μm,Ti4O7平均粒径为1nm。
实施例5
制备方法与实施例1相同，只是没有在银盐中进行电解着色处理。
实施例6
制备方法与实施例1相同，只是A12O3的含量为5g/L,Ti4O7含量为5g/L。
实施例7
制备方法与实施例1相同，只是A12O3的含量为20g/L,Ti4O7含量为5g/L。
实施例8
制备方法与实施例1相同，只是将复合阳极材料的金属内芯的截面为椭圆形(长轴为6mm，宽轴为1mm)。
实施例9
制备方法与实施例1相同，只是阳极基片中复合阳极材料之间的间隙为20mm，复合阳极材料的数量为27根/片。
实施例10
制备方法与实施例1相同，只是阳极基片中复合阳极材料之间的间隙为40mm，复合阳极材料的数量为18根/片。
实施例11
制备方法与实施例1相同，只是阳极基片中复合阳极材料之间的间隙为3mm，复合阳极材料的数量为51根/片。
实施例12
制备方法与实施例1相同，只是组装成1.18m2栅栏型阳极板支架(阳极基片栅栏板的复合阳极材料数量为33根/片，复合阳极材料之间间隙优选为5mm，阳极基片的长度为840mm，阳极基片的宽度为700mm)。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (10)

1.一种复合阳极材料，其特征在于，包括：
金属棒芯；
包覆于所述金属棒芯外的金属层；所述金属层为铅或铅合金；
包覆于所述金属层外的β-PbO2-A12O3复合氧化物导电陶瓷层；
包覆于所述导电陶瓷层外的γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物活性陶瓷层。
2.根据权利要求1所述的复合阳极材料，其特征在于，所述金属棒芯与金属层之间还设置有第一金属层；所述第一金属层为纳米银层；所述第一金属层的厚度为0.02～2μm；所述金属棒芯外与第一金属层之间还设置有氧化膜层；所述氧化膜层的厚度为0.1～4μm。
3.根据权利要求1所述的复合阳极材料，其特征在于，所述金属棒芯为铝或铝合金；所述金属层为铅或铅合金层；所述金属层的厚度为1～30mm。
4.根据权利要求1所述的复合阳极材料，其特征在于，所述β-PbO2-A12O3复合氧化物导电陶瓷层与γ-MnO2-Ti4O7复合氧化物活性陶瓷层的厚度各自独立地为10～200μm。
5.根据权利要求1所述的复合阳极材料，其特征在于，所述金属棒芯的柱面呈瓦楞形、异构齿形与锯齿形中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的复合阳极材料，其特征在于，所述金属棒芯的横截面为长方型、椭圆形或圆形；所述长方型与所述椭圆形截面的长轴各自独立地为6～150mm，宽轴各自独立地为2～20mm；所述圆形截面的直径为3～100mm。
7.一种阳极板，其特征在于，包括：
阳极基片；所述阳极基片由权利要求1～6任意一项所述的复合阳极材料复合阳极材料形成；
导电梁；所述导电梁设置于所述阳极基片的一侧，且与阳极基片相连接。
8.根据权利要求7所述的阳极板，其特征在于，所述阳极基片为栅栏状；所述阳极基片的长度为300～3000mm；所述阳极基片的宽度为200～1500mm；所述阳极基片中复合阳极材料之间间隙为3～40mm；所述阳极基片中复合阳极材料数量为10～80根/片。
9.根据权利要求8所述的阳极板，其特征在于，所述阳极基片的表面积为0.5～3.6m2。
10.根据权利要求7所述的阳极板，其特征在于，所述导电梁包括第一基体部与包裹在第一基体部外的第二金属层；所述第一基体部为铝或铝合金；所述第二金属层为铅或铅合金。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108754546A (zh) * 2018-06-13 2018-11-06 昆明理工大学 锌电积用多孔铝棒铅合金表面镀膜复合阳极及其制备方法
CN109763146A (zh) * 2019-03-27 2019-05-17 贵州省过程工业技术研究中心 一种铝电解用钛基复合材料阳极制备方法
CN112542522A (zh) * 2020-12-08 2021-03-23 西北工业大学 一种铜铋碘太阳能电池光吸收层的掺杂方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108754546A (zh) * 2018-06-13 2018-11-06 昆明理工大学 锌电积用多孔铝棒铅合金表面镀膜复合阳极及其制备方法
CN109763146A (zh) * 2019-03-27 2019-05-17 贵州省过程工业技术研究中心 一种铝电解用钛基复合材料阳极制备方法
CN109763146B (zh) * 2019-03-27 2021-03-26 贵州省过程工业技术研究中心 一种铝电解用钛基复合材料阳极制备方法
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