CN85109734A - 整体装配式电化学电解槽 - Google Patents

Abstract

一个基本上平坦的电流传输元件，它包括通常为平面型的支撑部分，外围边框部分；多个从支撑部分的每一侧面向外延伸出的凸台部分；上述的边框部分由至少一个段构成，具有一个可容纳所有支撑部分外围边缘并使其密封的内表面；该方法包括按下述任何顺序装配的步骤：多个凸缘部分装配到支撑部分；至少一段边框部分装配到支撑部分的外围边缘；多个衬垫段装配到至少一个凸台部分，该凸台部分位于支撑部分的至少一个侧面。

Description

本发明涉及的是一个多个部件以独特的方法装配的整体装配式电解单元。按运行组合方式设置的多个该单元在氯气和荷性碱的生产中是特别有用的。

这里所说的“电解槽”意思是指一个部件，其中，在一个阳极区，至少包含一个阳极，在一个阴极区，至少包含一个阴极，阳极区和阴极区被一种具有离子交换活性的，基本上不渗透液体的隔板分隔开。

“电解单元”意思是指一个部件，其中至少包括两个电极元件，它们被一个平面支撑部分分隔。在一个电解单元中的电极元件在双电极单元情况下，可以被反向充电，在单电极单元情况下，可以被同向充电。因而，单极单元可以既是阳极单元又是阴极单元。

“电极元件”意指一个电极或与电极关联的部件，如电流分配网板或集电器。部件可以呈金属丝网，编织网，穿孔薄板，金属多孔材料，膨胀金属，穿孔或非穿孔的金属薄片，偏平的或波纹形的网格工件，有间隔的金属带或金属棒，在本技术“领域”中为人所知的其它形式。

氯气和荷性碱是大量的，基本的化学产品，它们常常是用电解的方法从电解槽中的含水碱金属氯化物溶液中生产的。最近，出现了各种先进技术，以便减多电解槽的阳极和阴极的间距和降低电解槽的电阻，从而使电解槽更有效地工作。技术进步包括这样的细节，如，表面积稳定的阳极，离子交换板，去极化电极，无间隔电解槽结构，固态聚合物电解质隔板。

通常用于氯气和荷性碱生产的电解槽的主要型式有两种，即，单极的和双极的电解槽。

双极电解槽由几个电化学电解单元串联组成，其中每一个单元，除了两端或终端的单元外，在一个侧面作为阳极，另一个侧面作为阴极。电解单元被活性离子交换隔板严密地分隔开，因此，形成了一个电解槽，或组合电解槽。电能被引入到位于组合式双极电解槽一端的终端电解槽，通过组合电解槽，然后从位于该组合电解槽另一端的终端电解槽排出。碱金属卤化物溶液被送到阳极区，在阳极区的阳极附近有卤素气体产生。部分碱金属离子通过活性离子交换隔板被送到阴极区，在阴极区形成碱金属氢氧化物。

单极电解槽至少由两个终端电解槽组成，有多个阳极单元和阴极单元交替地设置在它们之间。单极单元被活性离子交换隔板分隔开，因而形成多个单极电解槽。每一个单元设有一个入口，电解液通过该入口送到该单元中，每一个单元至少设有一个出口，液体和气体可以通过出口从单元中排出。每一个单元与电源连接。电能输送给一个单极单元并从相邻的单元排出。

为了利用该种新技术的优点，提出了各种各样的电解单元的设计，然而，其中很多设计是相当复杂的，并需要使用昂贵的材料，所以特别需要一种不复杂的，使用廉价材料的电解单元。正是为了这一目的，本发明提出了这样的电解单元，可以既用于单极电池，又可以用于双极电池使用。

本发明是一个用于制造电解单元的方法，该电解单元具有：

一个基本上呈平面状的电流传输部件，其中包括一个普通的平面支撑部分和一个周围边框部分和;

多个从支撑部分每一侧面向外伸出的凸台;

上述的边框至少有一个段构成，并且有一个可容纳所有支撑部分的外部边缘，并使其密封的内表面;

上述的方法包括按下述任何顺序装配的步骤：

（a）将多个凸台装配到支撑部分的至少一个侧面上;

（b）将至少一个边框部分装配到支撑部分的周围边缘;

（c）将多个衬垫部分装配到支撑部分的至少一个侧面上的至少一个凸台部分。

本发明还包括一个用于制造单元的方法，该电解单元装备有一个电流传输元件，该电流传输元件有三个部分，即框架形的边框部分，凸台和平面支撑部分。在部件装配以前，装配期间或装配以后，所形成的传输元件的相反侧面可被整平。然后，一侧衬垫被附加到已装配好的传送元件的至少一个侧面的至少一部分上。

通过参考附图，能对本发明有一个更好的了解。所有附图中的同一部件用同一标号表示，其中：

图1是本发明的电解单元一实施方案的部件分解局部剖视图;

图2是图1所示的电解单元一实施方案部件侧面剖视图;

图3是一个按运行组合排列的复合电解单元并形成一系列电解槽的横向剖面侧视图;

图4是由多个部件制造的并含有侧面衬垫的电解单元横向剖面侧视图。

特别是参考图1至图3，本发明采用了一个电流传输部件14，在下文中称为ECTE（elecfric    currenf    fransmission    elemenf）并把无衬垫的电解单元称为10，把有衬垫的电解单元称为11。ECTE最好包括通常的平面支撑部分17，它具有足够的结构强度以支撑多个凸台18和18A，框架形的边框部分16和衬垫26或26A（如果使用衬里的话）。实质上，ECTE比衬里26或26A以及通常在电解槽中使用的其它电极元件36，36A，46或46A更坚固，更结实。

ECTE可以由多种材料制成，但材料必须满足上面所述的要求。然而，材料最好从黑色金属中选择，例如，铁、铸铁、球墨铸铁，钢，不锈钢，镍，铝，铜，镁，铅的每一种合金，或多种元素的合金。

ECTE最好是由黑色金属构成，其最基本的成分是铁。ECTE更多地选用低碳钢或球墨铸铁，因为它们的成本低又容易获得。球墨铸铁在浇铸后冷却时具有较高的尺寸稳定性。低碳钢具有较好的焊接性。

在这种情况下，电解单元10或11被用作为一个双极电解单元。凸台18和18A应该有良好的导电性能，以便在垂直平面支撑部分17的方向上对通过本体或部分本体的电能进行有效地传输。电流通过支柱18和18A传导，而不通过平面支撑部分17，除非支柱18和18A处于偏置的情况下，因此，平面支撑部分17也必须有足够的导电性，以使电能通过本体或部分本体被传输。

在电解单元10或11作为一个单极电解单元的情况下，ECTE最好具有足够的导电性，以使电能通过整个本体传递。这就允许从电源接头到边框部分16或者平面支撑部分17本体上的某一点之间的电接触，并将电能分配给与平面支撑部分相接触的电极元件的每个触点上。

不管ECTE是作为双极单元或单极单元均可采用容易获得的廉价的材料制作ECTE，而并不过分考虑材料的电阻率。这是完全可能的，因为ECTE的体积和横截面积较大，ECTE的横截面积必须足够大以减小其电阻。ECTE具有较大横截面积，在这种情况下，允许使用比先有技术中所要求的电阻更高一些的材料。因此，象铁、钢、球墨铸铁和铸铁这样的黑色金属完全适合于本发明的使用。尤其是可以用与铜的电阻相仿或较高的金属制作ECTE较比实惠。采用约大于10微-欧姆-厘米电阻率的金属较为经济。最为经济地，可以采用等于或高于约10微-欧姆-厘米电阻率的金属。

当本发明的电解单元10或11被作为单极单元时，ECTE14的平面支撑部分17可以有一个或多个带衬垫的与其相对侧面相接触的通道。该通道允许电解液或气体从平面支撑部分17的一个侧面通向另一个侧面。此通道应占据不多于平面支撑部分17总体积的大约60%的体积。该通道导致在制作平面支撑部分时金属材料的使用量的降低。所以，使得电解槽更为经济。此外，通道可以留出空间将电流引向电解槽的某些部位。

多个凸台18和18A被设置在平面支撑部分17的相反侧面上。这些凸台从平面支撑部分17向外突出某一设定的距离并组成一个最终将成为电解液空间的表面。这些凸台既可以直接与电极36，36A，46或46A发生电接触，又可以通过侧面衬垫间接与电极发生电接触。更可取地，凸台18和18A的端部分别具有相同的几何平面，并且是固体的。然而，由于铸造的结果，它们可能含有内部缺陷。

凸台18和18A可以设置成彼此背靠背地横穿平面支撑部分17。它们可以彼此有任意的间隔横穿平面支撑表面17。它们彼此还能够以其它横穿截面的结构定位。

凸台18和18A可以由与支撑部分17使用的相同的金属来制造。也可以由不同于支撑部分17所使用的金属来制造。凸台最好是由黑色金属制造的，如，铁，铸铁，球墨铸铁，钢，不锈钢，或与镍铝、铜、镁、铅的每一种合金和多种合金元素。由于球墨铸铁或低碳钢的稳定性好，成本低，又容易获得，因而，凸台采用上述材料更为可取。

凸台18和18A最好是以某一种布局间隔开，以使它们能够坚固地支撑36，36A，46或46A那些在电解槽中设置的电极元件。位于支撑部分17每一侧面上的凸台之间的距离通常取决于所使用的特定电极元件的电阻率。对较薄的或者较高电阻的电极元件，凸台的分隔距离应减小，因而，提供出更大密度的大量的电流触点。对于较厚的或较低电阻的电极元件，凸台的分隔距离可以加大。尽管间隔距离的大小取决于总体设计，但一般来说凸台间隔选在5至30厘米范围内。

凸台可以方便地焊接或粘接到支撑部件17上或者可以象93所标出的那样攻丝拧入到支撑部件17上。两种制作方式都力图使支撑部分17和凸台之间的电接触达到最大值。在不带衬垫的电解单元10或者在只有一个衬垫被使用的情况下，凸台最好是焊接的，尽管它们已被拧入或被粘到支撑部件17上。在带衬垫的电解单元情况下，凸台最好是不焊接的，但应包含一个定位焊点。

凸台具有一个事先机械加工的平坦表面28和28A，也可以在电池装配后或装配过程中加工，这些表面适合于借助中间介质（30    30A，31或31A）与衬垫或电极元件相连。

围绕着支撑部分17的外围边缘是一个框架形的边框部分16。它是一个窗形框架结构，具有大于或至少等于包含凸台的阻挡层部分17的厚度。边框部分16最好从支撑部分17的平面向外延伸的距离比凸台18和18A以支撑部分17的平面向外延伸得更远。这样当本发明的电解单元10和11以可运行的组合方式彼此间邻接排列时，我们就为即将出现的电极元件36，36A，46或46A提供了一个有用的空间。边框部分的厚度至少要比支撑部分的厚度大2至6倍。当平面支撑部分17大约是20至25毫米厚时，周围边框部分大约是60至70毫米厚。

边框部分16可以用满足上述要求的各种材料制造。材料可以是金属的，并且可以与用于形成支撑部分17所用的金属相同或者不同，如果金属不同，不同的金属最好有焊接相容性。否则是与两种金属有焊接相容性的中间介质金属，可以放在两种金属之间。该金属最好是从黑色金属中选择的，例如，铁，灰口铁，可锻铸铁，球墨铸铁，钢，不锈钢，或者从镍，铝，铜、钼、镁，铅这些金属的每一种合金和多元合金。由于球墨铸铁的稳定性好，成本低，又容易获得，边框部分16最好是由球墨铸铁制成的。

如果平面支撑部分是由黑色金属制造的，那么，边框部分可以由铜或任一其它的适合支撑部分使用的金属来制造。

边框部分可以有选择性地使用合成树脂材料来制造。并不排除使用下述特殊合成树脂材料，这些适宜材料的例子包括：聚乙烯（potyefhylen    e），聚丙烯（pelypropylene），聚氯乙烯（polyvinylchloride），氯化聚氯乙烯（chlorinafed    polyvinylchoride，丙烯晴（acrylonitrile），聚苯乙烯（polystyrene），聚砜（polysuifone）苯乙烯丙烯晴（sfyrene    acrylocitrile），丁二烯和苯乙烯聚合物（butadiene    and    styrene    copolymers），环氧树脂（epoxy），乙烯基酯（vinyl    esters），聚酯和氟塑料（polyesters    and    fluoroplastics）及其聚合物（and    copolymers）。最好把树脂材料如聚丙烯用于边框部分，因为在温度升高时，它产生一个具有适当形状的结构整体，并且是容易获得的，与其它适合的树脂材料相比是相对便宜的。

边框部分16可以是单件的，整体的画架形结构，或者可以由许多块连接在一起形成一个完整的围绕着平面支撑部分17外围边缘的框架结构。边框部分提供了密封表面16A和16c，它们与凸台18和18A安置于支撑部分17以后的平坦端面28，28A近似地处于同一平面上。如果边框部分由多个分隔块组成，它们可以在凸台安置于支撑部分以前或者以后安置于支撑部分17上。支撑部分17和凸台有必要在边框部分安置于支撑部分以前或以后被磨平（机械加工）。

如果电解单元被用作为双极单元，那么，边框部分16没有必要由导电性材料制作，因为它不需要传导电流。然而，如果电解单元被用作为单极单元，那么，该边框部分边缘最好具有导电性。边框部分提供一个方便的装置，以便电能从处在串联工作状态的电解单元10和11中输入和输出。边框部分最好不要用不导电的材料制造并提供通道，通过它提供一个窄道使导体通过边框部分将电能输入或输出电解单元。

如果边框部分16在支撑部分17上不是一个整体构件，最好应很牢固地安置于支撑部分上。牢固的安置保证了电解单元尺寸的稳定性并保持了连接的单元电极元件间设定的间距。边框部分最好是用焊接的方法安置于支撑部分上。

当电解单元被用作双极单元，且该单元没有衬垫时，将边框部分严密地焊接到支撑部分以防止液体从支撑部分的一侧流向另一侧，这是特别重要的。

当多个电解单元10，11，以可运行的组合装配时，离子交换活性隔板27和27A被安置在连接的电解单元10、11之间。无论电组单元是单极的或双极的，在它们之间均使用隔板。在两种情况下，隔板将一个电极部分与邻接的电极部分分开。

适合于本发明使用的隔板27和27A可以包含多个离子交换活性区。例如，它们可以包含磺酸或羧酸离子交换活性区。隔板可以选择双层隔板，并且在另一层具有一种型式的离子交换活性区。隔板可以被加固以减少在电解期间的变形，或者亦可不加固，以增加通过隔板的导电性。适合于本发明电解单元使用的离子交换活性隔板在技术领域中是人所熟知的。

和本发明有关的其它元件包括用于无间距结构或固体聚合物电解液隔板的部件。本发明的电解单元也可以采用和耗气电极（有时称为去极化电极）有关的气体室。除液体电解质部分以外，气体室也是需要的。本发明可以使用的各种电解槽元件在如下专利中公开，例如，美国专利号为，4，457，823;4，457，815;4，444，623;4，340，452;4，444，641;4，444，639;4，457，822;和4，448，662。

衬垫26或26A最好是具有最小的内部应力以减少变形。为避免衬垫中的这些应力，在温升从482℃至704℃范围内热压成形。衬垫金属和金属压模在将衬垫压成需要的形状以前都被加热到该温度。衬里被固定在加热压模内，在设定的周期内冷却以防止其内部产生应力，直至其冷却至室温。

适合于在碱金属氧化物的阴极部分中使用的衬垫26或26A最好从黑色金属，镍，不锈钢，铬，莫涅耳合金和它们合金中选择。适合于在碱金属氯化物阳极部分中使用的衬垫最好从钛、钒、钽、钶、铪、锆和它们的合金中选择。

为了保证衬垫和凸台间最大的形体接触和电接触，衬垫最好是焊接到支柱18和18A的平坦端面28和28A上。衬垫不仅可以被焊接到凸台的平坦端面，而且还可以被焊接到各种不同的两者彼此接触的其它位置。电容放电焊接是用来将衬垫焊接到凸台上的最好的焊接技术。

在隔板27和27A之间，为了液体密封的目的，边框16部分提供密封表面16A或16C，衬垫26和26A最好被一种呈锅形的附加包边42和42A封口。包边42和42A与密封表面16A或16C相吻合，隔板27和27A的外围部分与衬垫包边42相吻合，外围垫圈44与隔板27和27A的外围部分的另一面相吻合。在一串连的电解单元中在当其没有衬垫时，垫圈44与衬垫26A的包边42A相吻合，并起着密封表面16C的作用。

如果隔板26和26A是由钛制备的，而ECTE是由黑色金属制备的，它们可采用电阻焊接或电容放电焊接而连接。电阻焊接或电容放电焊接是直接将隔板焊接到凸台部分18和18A的平端28和28A，这是通过金属中间介质完成的，最好是用钒片30或30A。钒是一种与钛和黑色金属有焊接可容性的金属。“焊接可容性”的意思是表示一种可焊的金属，在两种金属焊接在一起时，与另一种可焊金属形成一种可延展的固溶体。钛和黑色金属通常不相容。因此，钒片30和30A作为含铁金属凸台和钛衬垫26和26A之间的中间介质，使其焊接在一起，在衬垫和ECTE14之间形成电接触，同时对ECTE形成一个机械支撑设施以支撑垫板26和26A。

最好在薄片30和30A与衬垫26和26A之间放置第二种金属中间介质或薄片31和31A。第二个薄片更为可取。因为当只用一个片时，发现在电解槽运行时一种腐蚀性材料接触到衬垫并产生氯气和氢氧化物似乎渗入到钛-钒焊接处腐蚀焊口。腐蚀性材料也渗入到ECTE本体并腐蚀它。与其用厚的垫板，不如插入足够厚的第二种薄片31和31A以减少腐蚀性材料渗入到ECTE的可能性，这样更为经济。

当多个电解单元10和11按运行组合被叠加电抗即被引入电解槽中。最好在每一个电解单元中提供多个喷咀，尽管可以采用多种设计和结构，最可取的设计如下，多个金属喷咀可以这样形成，比如，用熔模铸造法。然后铸造的喷咀被加工成设定的尺寸。在每个框架部分16上的多个设定位置上加工出一些缝隙，以备安置这些喷咀。缝隙的尺寸与插入到缝隙中的喷咀的厚度相适应，以保证在当电解单元的元件最终装配时密封。如果采用衬垫26或26A，就要切开衬垫以适应围绕喷咀。最好喷咀与衬垫26或26A相连，比如，用焊接的方法。然后，将衬垫喷咀的组合体置入电解单元10和11，然后衬垫的盖罩32，32a被焊接到凸台18和18A上。

当多个电解单元10和11相互邻接装配时，最好将垫圈44置于单元之间。垫圈有三个主要功能：密封、电绝缘和设置电极间隙。有多种可采用的适合垫圈44的材料，如，橡胶垫圈。虽然只示出了一个垫圈44，本发明包括在隔板27和27A两侧面使用垫圈。

如果使用了衬垫邻接ECTE14，或衬垫26或26A，是电极部件36，36A，46或46A，它们可以被安置或压向衬垫或ECTE。最好是电极部件尺寸随支撑部分17而定，而不要延伸到边框部分16的区域。否则，当其处于运行组合状态，会很难密封邻近的电解单元。

电极部件最好用小孔结构，它基本上平坦，可用一片膨胀的金属的多孔板、穿孔板或网状金属絲制成。电极部件也可选用集电器，它与电极接触或可以作为电极。电极表面可选用一种催化活性涂层。如果使用衬垫的话，电极部件可与凸缘部分焊接或与衬垫焊接，电极部件最好被焊接，            因为电接触比较好。

与本发明有关的其它可采用的电极部件包括电流收集器，间隔器，垫及其它在本技术领域中有技艺的人所熟知的元件。对于零间隙结构或固态聚合物电解质隔板可使用特殊的元件或装配件。本发明的电解单元也可采用和耗气电极（有时称为去极化电极）有关的气体室。除液体电解质部分以外，气体室也是需要的。在本发明中可采用的电极零件的许多种类已被在本技术领域中有技艺的人熟知，比如，已在美国专利号为4，457，823;4，457，815;4，444，623;4，340，452;4，444，641;4，444，639;4，457，822;和4，448，662中公开。

电极36，36A或46A最好是具有一卷边，该卷边向内卷向ECTE，背离与离子交换活性隔板27和27A。这样做是为了避免这些电极部件的锯齿状边缘有时会与离子交换活性隔板接触磨损它。

电解单元10和11可用多种方法使用多种元件制备。本发明中制做的电解单元使用的每一基本元件，即，平面支撑部分17;框架形边框部分16，及可由多个工件构成的凸台部分18和18A。比如支撑部分17可由多个工件组合在一起构成。边框部分16也可以由多个工件组合在一起构成。同样，凸台部分18和18A可以是穿过支撑部分17单体工件的，也可以是不穿过支撑部分17的分体工件，而仅仅附加到一个表面或该表面的背面。

基本部件的装配，可首先将凸台装配到支撑部分17，然后，将边框部分16装配到支撑部分17的周围。另一种顺序是，边框部分16首先装配到支撑部分17，然后再装配凸台部分。

为保证电解单元10和11尽可能的平坦，可采用使所装配好的或局部装配好的电解组元的表面展平或磨平。电解单元可在电解单元装配的各步骤的任何一步期间，或多个步骤期间使其表面磨平。例如，在如下阶段可进行磨平作业：

在所有的凸台已经装配到支撑部分17的一边之后;

在仅仅一部分凸台已装配到支撑部分17之后;

在所有或一部分凸台已装配到支撑部分17上，但在边框部分16装配之前;或

在所有凸台和边框部分16已装配之后。

本发明的电解单元可用本技术领域中有技艺人已知的多种工艺来进行平整，如砂带磨光及机械研磨。最好是电解单元足够平整，以至当两个单元在运行组合状态下相互配合时结合一起工作时泄漏的数量减至最小。对于使用氯-碱电化学电池，对于电解单元10或11来说，整体平整度偏差最好小于0.4mm左右。

将凸台18和18A附加到ECTE14的支撑部分17可用多种技术，比如，作为一种固态单元支撑部分17可以被铸造，而后钻孔和攻丝。攻丝可以穿透攻丝或者不穿透攻丝。凸台可被车螺纹，然后，从支撑部分17的两面拧入孔内，可选择在整个凸台的中部车出凸台一半长度的螺纹，然后将此段螺纹拧入并穿过支撑部分17。在凸台附加到支撑部分17之前，最好将凸台的端面用机械磨平。

另一种用于安置凸台的办法是焊接，凸台和支撑部分17最好采用可互相焊接材料。如果两种金属不适合焊接，可采用一种适合两种金属焊接的中间介质金属插入两金属之间。凸台的焊接最好是缓慢进行。这样由焊接热引起的隔板部分17的卷曲变形就会减少。

如果理想衬垫26和26A可仅置于腐蚀性环境接触的电解单元的区域之上。即使边框部分不暴露于腐蚀性环境，ECTE的边框部分16也可以加衬垫，衬垫也可以只置于ECTE的一面或置于ECTE的两面。衬垫可用单个的单片构成也可由多个连在一起的片构成（如图4所示）。但其厚度应保证不渗透液体。

衬垫26或26A的尺寸可随ECTE的支撑部分而定。或者说它可随ECTE包括周围边框部分16的整个长度和宽度而定。

当多个电解单元相互邻接装配时，垫圈44最好置于两个邻接单元之间。垫圈的三个主要作用是：（1）密封，（2）电绝缘，（3）设置并保持电极间距。有多种适用垫圈44的材料，比如，乙烯-丙烯-二烯三元聚合物，（efhylene    propylene    diene    ferpolymer）聚氯乙烯（chlorinafed    polyefhlene），聚四氟乙烯（polyfefra    fluordefhylene），全氟烷氧基树脂，（perfluoroalkoxy    resin）。

电极36，36A，46或46A的尺寸最好随支撑部分17而定而不复盖到周围边框部分16上。否则，在当它们处于运行组合时，会很难密封邻接的电解组元。

用于制造本发明ECTE特别适合的方法是采用一块作为支撑ECTE的平整板料，在其上面予先钻孔和攻丝，以便安置凸台。多个凸台部分被切成同样长，每个凸台之中间部分车出螺纹。没有车螺纹的端部具有不同直径。一个端部比另一个端部的直径小，并且，小端的直径小于支撑部分中钻孔的直径。凸台部分小端穿过孔直到凸台的螺纹部分接触到孔的螺纹部分。凸台部分被拧入支撑部分中的螺纹孔直到接触上平的板料。按这种方法，很容易保证，所有的凸台部分都从阻挡层上伸出同样的长度。

例1

1个122cm×244cm的双极电极平板过滤型离子交换隔板电解槽构成如下

1个122cm×244cm的钢板，厚为1.27cm，将其钻孔并攻丝，以使其具有116个呈方格点阵分布的25mm的孔。该钢板作为ECTE的支撑部分并在周围焊接一个19mm厚，70mm宽的低碳钢画框型边框部分。

多个25mm的车过螺纹的钢柱牢固地拧进116个孔的每一个。在指定为阳极的一个建成为一个阳极，钒片被置于每一个钢柱的端面上然后将钛盖套在钢柱和钒片之上。将钛盖套住钒片并与116个钢柱的每一个焊接上。因为镍相对来说比较容易与钢焊接，因此在阴极一边不需要加中间介质片。钒片大约0.13mm厚。盖大约0.9mm厚。

为了防止腐蚀，阳极部分用0.9厚的钛衬垫作隔衬，是用平整的钛片焊接成四周封闭的U形钛罩。钛衬垫有116个孔，该孔与安装有柱形连结器的支撑部分上的孔同轴心。钛衬垫与连结器上的钛盖相焊接。

阴极部分用1.5mm厚的镍作隔衬，它是用平整的镍片焊接成四周封闭的U-型镍罩。镍衬垫也有116个孔，该孔与安装有柱形连接器的支撑部分的孔同轴心，镍衬垫与周围的每一个镍盖相焊接。

阳极是1.6mm厚，40%是暴露的，膨胀的钛具有0.65mm（SWD）×1.3mm（LWD）的金钢石结构图形。阳极是被电阻焊接到阳极侧面上的连接器顶部的钛盖上。

阴极是由镍网制做的，它与钛网具有同样的结构。阴极是用电阻焊接到阴极侧面的连接器顶部的镍盖上。

一个13mm直径的钛管通过用于盐水入口的左边阳极部分的底部与钛衬垫焊接。另一个19mm直径的管道通过用于盐水和氯气出口的阳极部分的右上部的孔与钛衬垫焊接。同样，镍管与用于阴极电解液的入口和出口的阴极部分相焊接。

该电解槽制成后，阳极网低于钛面的垫圈边缘约0.4mm，而阴极网低于镍面垫圈边缘约0.9mm。膨胀的聚四氟乙烯（polyfefrafluo-rdefhylene）的衬垫在隔板和阴极衬垫边框之间的压缩厚度为1.3mm而在隔板和阳板衬垫边框之间没有垫圈，标称的电极间隙约为2.5mm

对此双极电解槽凸台部分的端部平面之间距离是64.5mm，其可称为支撑部分的厚度。整个电解槽单元的厚度，从镍电极部分的外侧面到阳极部分钛的外侧面是71.1mm。这样，电解槽组元的厚度是整个单元厚度的百分之九十二。

Claims (12)

1、一种用于制备电解单元的方法，它具有：

一个基本上平面状的电流传输元件，它包括一通常为平面状的支撑部分，外围边框部分以及；

多个从支撑部分的每一侧面向外伸的凸台部分；

上述的边框部分至少由一个部分构成，它具有一个可与支撑部分整个外围边缘密封配合的内表面；

上述的方法包括按下列任一顺序的装配步骤；

(a)多个凸台部分装配到支撑部分的至少一个侧面；

(b)至少一段边框部分装配到支撑部分的外围边框和；

(c)多个衬垫装配到至少一个凸台部分。该凸台是在支撑部分的至少一个侧面上。

2、权利要求1的方法包括将至少一段边框部分用焊接方法附加到支撑部分的步骤。

3、权利要求1或2的方法包括将所有凸台的部分，在整平组元之前附加其上的步骤。

4、权利要求1，2或3的方法包括将至少部分的装配的单元整平的步骤。

5、上述权利的任何一种方法包括构成支撑部分的步骤，至少边框部分的一段的构成步骤，以及凸台的构成步骤，该凸台的材料是选自黑色金属，镍，铝，铜，镁，铅，每一种合金和多种合金。

6、权利要求1到4的任何一种方法包括构成支撑部分和凸台部步骤，该凸台可选自黑色金属，镍，铝，铜，镁，铅的每一种合金和多种合金，它是一种可铸金属。其中至少边框部分的一段是由人造树脂材料制成并附加到上述支撑部分的外围边缘。

7、上述任何一个权利要求的方法包括边框部分的构成步骤，边框部分的厚度至少比支撑部分的厚度大两倍。

8、上述任何一个权利要求的方法包括用衬垫复盖支撑部分上的两个装有凸台的侧面的步骤。

9、上述任何一个权利要求的方法包括从黑色金属，镍，铬，钛，钒，钽，铌，铪，锆及其合金中选择衬垫的步骤。

10、上述任何一个权利要求的方法包括将至少一个电极部件附加到衬垫上的步骤以及将一个连接装置附加到支撑部分的某一部分的步骤，该支撑部分的尺寸随电极部件而定。

11、权利要求1到9的任何一种方法包括将电连接装置附加到边框部分的步骤。

12、用上述任何一个权利要求的方法生产一种产品。

Images