CN209468504U - 制备钒电池电解液的电解装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种制备钒电池电解液的电解装置，所述电解装置包括：隔膜；阳极槽及阴极槽，分别设置在隔膜两侧，分别连接电源的正负两极；超声波发生器，设置在阴极槽底部用于分散粉体原料；酸雾吸收装置，包括碱液池以及连接碱液池与阳极槽的管道。本实用新型电解装置采用超声波发生器对五氧化二钒固体粉末的进行分散，分散作用更为明显，增加了电解效率，并且降低了悬浊液流在混合过程中对隔膜的压力，结合酸雾吸收装置吸收阳极槽内的酸雾，使得本装置具备反应速度快、能耗低、环境友好等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及液流电池领域，具体地涉及一种制备全钒液流电池钒电解液的电解装置。
背景技术
目前，钒电池通常以V3+/VO2+为1：1的电解液为初始电解液，按等体积分别注入钒电池正负极。钒电池电解液的制备方法主要有化学还原法和电解还原法，其中电解还原法按电解装置不同主要分为静态电解和动态电解两种。
化学还原法是先将不易溶于水的V2O5在浓硫酸中高温溶解活化，然后用还原剂使V(V)还原为V(IV)或V(Ill)。
静态电解装置采用阳离子交换膜把电解装置分割为阴、阳两个单元槽，阴极单元槽加入V2O5、H2SO4和添加剂，使用搅拌器进行搅拌，阳极单元槽加入硫酸水溶液进行电解。
动态电解装置是将电解装置组装成密封形式，通过磁力泵或砂浆泵分别将两侧电解液从装置底部抽出，从装置顶部输入，使电解液在装置中循环。
其中，化学还原法需要高温条件，能耗高、安全性能较差，易产生酸雾，对环境不友好，还原剂的加入易引入杂质，且制得的电解液的浓度不高，不利于提高钒电池的能量密度；动态电解装置对装置密封要求高，易引入杂质，由于阴、阳极两个单元槽液压不同导致隔膜破损，加速电解液钒离子迁移，无法准确控制电解液离子荷电态等缺点；静态电解装置存在电流效率低、反应速度慢、槽电压偏高、能耗高、环境不友好等缺点。
中国专利CN 201990736U公开的电解装置，结构简单，密封性好，通过槽体单元化和极板卡槽连为一体，简化了电解装置结构，减少了零部件数量，提高了装配效率，成本下降。但是此电解装置没有搅拌装置和废气排放处理装置，五氧化二钒粉末易沉积在槽底，从而影响电解效率，并且，随着电解的进行，阳极析氧会导致槽体内部压力越来越大，隔膜易被损坏。
中国专利CN 205081174U公开的全钒液流电池电解液生产装置，虽然加酸、加水、出料操作简单，但是也存在一定的缺陷：首先，其原材料为硫酸氧钒溶液，成本较高；其次，其析出的氧气直接排放到空气中，避免不了酸雾随着氧气被排放到空气，造成环境污染。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的隔膜易被损坏、酸雾随氧气排放污染环境的问题，提供一种电解装置。
本实用新型目的通过以下技术方案实现：
提供一种电解装置，包括：
隔膜；
阳极槽及阴极槽，分别设置在隔膜两侧，分别连接电源的正负两极；
超声波发生器，设置在阴极槽底部用于分散粉体原料；
酸雾吸收装置，包括碱液池以及连接碱液池与阳极槽的管道。
本实用新型超声波发生器的作用在于分散五氧化二钒粉体原料的同时降低悬浊液流在混合过程中对隔膜造成的压力；碱液池中的碱液通过添加酚酞指示剂作为更换碱液的显色指示。
进一步地，所述阴极槽、阳极槽及碱液池均设有排液口，所述阳极槽还设有进液口。
进一步地，所述阴极槽的顶部设有加料槽。
进一步地，所述管道位于碱液池的一端还设有防倒吸漏斗。
进一步地，所述阳极槽、隔膜和阴极槽通过螺栓固定连接。
进一步地，所述螺栓依次穿过阳极槽的螺栓孔、橡胶垫片、隔膜、橡胶垫片和阴极槽的螺栓孔。
进一步地，所述阳极槽内设有用于连接电源正极的阳极导电板，所述阴极槽内设有用于连接电源负极的阴极复合电极。
进一步地，位于所述阳极槽内并靠近所述隔膜端填充有碳毡、泡沫镍、不锈钢纤维毡中的任意一种。
进一步地，在所述阳极槽或/和阴极槽侧面还设有连通器。
进一步地，所述连通器为透明PVC管。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型电解装置采用超声波发生器对五氧化二钒固体粉末的进行分散，分散作用更为明显，增加了电解效率，并且降低了悬浊液流在混合过程中对隔膜的压力，结合酸雾吸收装置吸收阳极槽内的酸雾，使得本装置具备反应速度快、能耗低、环境友好等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1实施例1电解装置结构示意图。
其中，1—隔膜、2—加料槽、3—阴极槽、4—阴极导电毡、5—阴极导电板、6—连通器、7—阴极槽排液口、8—超声波发生器、9—阳极槽排液口、10—碱液池排液口、11—碱液池、12—防倒吸漏斗、13—阳极导电板，14-阳极槽进液口，15-阳极导电毡，16-阳极槽，17-管道。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种电解装置，包括：隔膜1；阳极槽16及阴极槽3，分别设置在隔膜1两侧，分别连接电源的正负两极；超声波发生器8，设置在阴极槽3底部用于分散粉体原料。
通过上述技术方案，采用超声波发生器8对全封闭的阴极槽3内五氧化二钒的悬浮液进行分散，取代以往的敞口、手动搅拌或安装有搅拌浆的电解装置，分散作用更为明显，增加电解效率，降低悬浊液流在混合过程中对隔膜造成的压力。
进一步地，本实施例为了有效防止电解过程中的酸雾扩散到环境中，还设有用于吸收阳极槽内酸雾的酸雾吸收装置，所述酸雾吸收装置包括碱液池11以及连接碱液池11与阳极槽16的管道17，在使用过程中，碱液池11中的碱液通过添加酚酞指示剂作为更换碱液的显色指示。
其中，考虑到碱液池中的碱液可能通过管道17回流到阳极槽16内，在管道17位于碱液池11的一端还设有防倒吸漏斗12。
其中，本实施例中阳极槽16、隔膜和1阴极槽3通过螺栓固定连接，具体所述螺栓依次穿过阳极槽的螺栓孔、橡胶垫片、隔膜、橡胶垫片和阴极槽的螺栓孔(图中未示出)。
本实施例中阴极槽3的具体结构如下：
阴极槽3的顶端设有加料槽2并通过阀门控制，底部还设有阴极槽排液口7，在阴极槽3内安装有用于连接电源负极的阴极导电板5，阴极导电板5由铅板、石墨板、DSA电极板中的任意一种与碳毡、泡沫镍、不锈钢纤维毡中的任意一种复合而成。
本实施例中阳极槽16的具体结构如下：
阳极槽16的顶端通过管道17与碱液池11连接，并在上下两端分别设有阳极槽进液口14和阳极槽排液口9，在阳极槽16内安装有用于连接电源正极的阳极导电板13，阳极导电板13由铅板、石墨板、DSA电极板中的任意一种与碳毡、泡沫镍、不锈钢纤维毡中的任意一种复合而成，位于阳极槽16内并靠近隔膜1端填充有碳毡、泡沫镍、不锈钢纤维毡中的任意一种。
进一步地，为了便于观察电解装置内溶液的液位和颜色变化，在阳极槽16或/和阴极槽3侧面还设有连通器6，例如本实施例连通器6是设置在阴极槽3侧面，连通器6为透明PVC管。
另外，本实施例中酸雾吸收装置、阳极槽16、阴极槽3及相关管道均采用高分子耐腐蚀材料。
本实施例电解装置采用超声波发生器对五氧化二钒固体粉末的进行分散，分散作用更为明显，增加了电解效率，并且降低了悬浊液流在混合过程中对隔膜的压力，结合酸雾吸收装置吸收阳极槽内的酸雾，使得本装置具备反应速度快、能耗低、环境友好等优点。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种制备钒电池电解液的电解装置，其特征在于，包括：
隔膜；
阳极槽及阴极槽，分别设置在隔膜两侧，分别连接电源的正负两极；
超声波发生器，设置在阴极槽底部用于分散粉体原料；
酸雾吸收装置，包括碱液池以及连接碱液池与阳极槽的管道。
2.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述阴极槽、阳极槽及碱液池均设有排液口，所述阳极槽设有进液口。
3.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述阴极槽的顶部设有加料槽。
4.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述管道位于碱液池的一端还设有防倒吸漏斗。
5.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述阳极槽、隔膜和阴极槽通过螺栓固定连接。
6.根据权利要求5所述的电解装置，其特征在于，所述螺栓依次穿过阳极槽的螺栓孔、橡胶垫片、隔膜、橡胶垫片和阴极槽的螺栓孔。
7.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，所述阳极槽内设有用于连接电源正极的阳极导电板，所述阴极槽内设有用于连接电源负极的阴极复合电极。
8.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，位于所述阳极槽内并靠近所述隔膜端填充有碳毡、泡沫镍、不锈钢纤维毡中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的电解装置，其特征在于，在所述阳极槽或/和阴极槽侧面还设有连通器。
10.根据权利要求9所述的电解装置，其特征在于，所述连通器为透明PVC管。
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|---|---|---|---|
| CN201822198829.3U CN209468504U (zh) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 制备钒电池电解液的电解装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201822198829.3U CN209468504U (zh) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 制备钒电池电解液的电解装置 |
Publications (1)
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| CN209468504U true CN209468504U (zh) | 2019-10-08 |
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| CN201822198829.3U Active CN209468504U (zh) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 制备钒电池电解液的电解装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN209468504U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113430486A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-24 | 哈尔滨工程大学 | 一种液相等离子体电解渗入装置和方法 |
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2018
- 2018-12-26 CN CN201822198829.3U patent/CN209468504U/zh active Active
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