一种电解槽、极板安装横梁及相应电解装置的制作方法

本技术涉及电解铜箔，更具体地，涉及一种电解槽、极板安装横梁及相应电解装置。

背景技术：

1、常见的电解铜箔生产过程中，通常是将阳极材料和阴极辊放置于电解槽中电解镀铜，电解槽内的电解液采用循环供应的方式供应。在该生产过程中，电解液成分特性等都是影响产品质量的重要因素。为了优化生产的产品质量，需要对不同参数进行调整以获得较优的生产条件。但若直接采用生产车间进行研究和验证，则容易造成资源浪费，且受限于生产需求等限制，也不易展开进行研究。因此，需要通过可以模拟实际生产过程的小型实验来进行基本研究，进而便于确定准确的工艺技术参数，再完成生产的转化。

2、现有技术为此提出有模拟生产过程电解槽状态的试验电解槽或试验电解装置，虽然其能满足基本的阳极、阴极置于电解液的过程，并利用循环泵驱动电解液循环；但在具体实验过程中仍会存在不足，在具体电解槽中电解液进入至电解液排出的过程中，电解液输送不稳定，循环效率受限，不利于相关电解铜箔参数研究；又如，为了实现阳极板与阴极板之间的间距可调，以阳极板为例，通常是置于一滑块上，但由于电解液循环流动，实际流动会扰动阳极板，导致极板间距不稳定，影响实验结果，不利于实验研究。

3、因此，现有技术亟需一种相应电解液输送稳定、保障循环效率的电解槽，能稳定维持极板位置的结构以及相应形成的有利于实验研究的电解装置。

技术实现思路

1、本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种电解槽，优化电解槽内电解液流动过程，有利于提高电解液循环效率。

2、本实用新型采取的技术方案是，一种电解槽，包括电解槽槽体，所述电解槽槽体内设置有第一挡板，所述第一挡板分隔电解槽槽体内为电解室和电解液排出室，且所述第一挡板的上沿低于邻接电解槽槽体侧壁的上沿；所述电解室至少用于放置极板，所述电解室底部设置有循环电解液进口；所述电解液排出室底部设置有循环电解液出口。电解液至少从第一挡板上沿溢流进入电解液排出室。通过第一挡板将电解槽分隔为电解室和电解液排出室，有利于保障电解室的相对独立，一方面能有利于极板、电解液配合的电解过程相对独立，减少了其他可能的干扰因素；另一方面，电解室相对独立，且第一挡板上沿高度固定，提高了电解液输送稳定性，即保障了电解室相对稳定的电解液流出空间，减少干扰变量，有利于配合电解液循环回路控制以准确调节电解液流量和循环速度，进而方便研究电解过程的影响因素。若电解室的电解液容纳量、电解液流出空间不稳定，则即使改变流量，其电解液容纳量的不稳定也会直接影响到实际循环速度的控制。本技术循环电解液进口设置于电解室底部，有利于电解液从电解室底部向上涌入电解室，保障新进入电解室的电解液从底部开始替换，使之前已进入电解室的电解液向上移动并最终溢流出电解室，提高电解液输送的均匀性，进而提高电解室内电解液循环效果。同时，电解液溢流出电解室的通道并未受限，所以随着流量增大，其溢出流量可随之增大，即溢流效率不受限；而高于第一挡板上沿的电解液，其溢流进电解液排出室后将顺势向底部移动，有利于向底部的循环电解液出口移动，得以保持较高的排出效率。基于本技术电解槽结构，减少了循环效率限制，有利于提高循环效率、循环效果，提高输送效率，且电解液整体输送均匀。进一步地，所述第一挡板为竖板。

3、进一步地，所述电解槽槽体内设置有两个平行布置的第一挡板，两个第一挡板分隔电解槽槽体内为电解室以及位于电解室两侧的电解液排出室。有利于电解室电解液同时向两侧溢流排出，进一步提高溢流排出效率。同时，电解液从两侧同时溢流排出，有利于上层中早期进入电解室的电解液充分溢流排出，减少单侧溢流时上层中早期进入电解室的电解液下沉回落，进一步地提高电解液输送均匀性和更替效率。

4、进一步地，所述第一挡板的一端设置有自上而下贯穿的缺口；两个第一挡板的缺口对称设置；两个第一挡板的缺口位于同侧；两个第一挡板的缺口与邻接的电解槽槽体侧壁配合形成阴极板卡槽。进一步地，所述缺口宽度与阴极板厚度相同。不同于直接在第一挡板上设置阴极板卡槽，而是通过缺口与邻接电解槽侧壁配合形成阴极板卡槽，有利于使阴极板充分贴紧电解槽槽体壁面，方便后续保持电解铜箔过程；也便于提高阴极板固定位置的稳定性，便于后续准确控制阴极板与阳极板之间的平行状态和间距。

5、进一步地，所述电解槽槽体内还设置有第二挡板，所述第二挡板设置于电解液排出室内，第二挡板两端与第一挡板、电解槽槽体侧壁连接，且连接的第二挡板、第一挡板在横截面上呈t字型结构。进一步地，第二挡板与第一挡板相垂直。通过所述第二挡板的支撑，有利于维持第一挡板的竖直状态，提高整体结构稳定性。

6、进一步地，电解槽槽体、第一挡板和/或第二挡板均采用透明材料制成；更进一步地，基于透明聚丙烯（pp）材料制成。通过设置电解槽槽体、第一挡板和/或第二挡板为透明材料制成，有利于在实验装置运行过程中进行电解槽内的电解液状态监控，以便即时对实验过程进行调整。

7、进一步地，所述第一挡板上设置有多个电解液流出通孔。便于进一步地提升电解室排至电解液排出室的效率，提高循环效率上限。除了使电解室内电解液通过第一挡板上沿向电解液排出室溢流外，还可在第一挡板上设置多个电解液流出通孔，进一步地提升电解室排至电解液排出室的效率，进而方便提高循环效率。增大电解液流量时，因为电解液填充速度快，所以电解液可以同时从第一挡板上沿和电解液流出通孔向电解液排出室溢流。

8、进一步地，所述电解槽槽体底部设有多个进液孔，多个进液孔共同形成循环电解液进口；更进一步地，所述电解槽槽体底部设有进液通道，电解槽槽体底面上设有多个与进液通道连通的进液孔，多个进液孔共同形成循环电解液进口；采用进液孔能避免电解液急速冲入，造成过大的电解液液体流扰动，而多个进液孔则便于避免急速冲入的同时提高进入效率。且多个进液孔有利于自多个位置输入电解液，以均匀从电解室底部开始填充。所述电解槽槽体底部还设有矩形通孔，所述矩形通孔形成循环电解液出口。进一步地，进液孔直径范围为0.3~0.8cm；矩形通孔宽度范围在0.5~1.5cm，长度范围在3~10cm。

9、进一步地，多个进液孔位于电解室，多个进液孔在垂直第一挡板的方向上呈线性排布。进一步地，多个进液孔设置于电解室靠近阴极板卡槽的一侧；更进一步地，多个进液孔与阴极板卡槽相邻设置。多个进液孔设置于靠近阴极板卡槽的一侧，有利于新进入电解室的电解液与阴极板接触，便于提高电镀效果。

10、进一步地，所述电解槽槽体为电解槽底座与电解槽槽体侧壁围绕形成，所述电解槽底座上表面形成电解槽槽体底面；所述电解槽底座内设有进液通道，电解槽底座上表面设有与进液通道连通的多个进液孔，多个进液孔共同形成循环电解液进口；电解槽底座上还设置有上下贯通的矩形通孔，所述矩形通孔形成循环电解液出口。

11、进一步地，所述电解槽槽体内设置有多个等距排布的阳极板卡槽。除了利用额外的阳极板固定结构进行阳极板固定外，还可直接在电解槽槽体内设置多个等间距排布的阳极板卡槽，阳极板卡槽宽度与阳极板厚度一致，通过预先设置的阳极板卡槽可保障阳极板竖直状态，保持与阴极板的平行，通过将阳极板置于不同的阳极板卡槽，便于研究对应不同间距下的电解反应。

12、本实用新型的另一目的在于提供一种适用于电解槽的极板安装横梁，所述极板安装横梁两侧底部设置有与电解槽槽体侧壁上沿配合的安装凹槽；所述极板安装横梁中部设置有定位机构，所述定位机构用于配合安装极板并固定极板位置；且所述极板安装横梁两端还设置有锁紧件，所述锁紧件配合安装凹槽以固定极板安装横梁相对于电解槽槽体的位置。所述定位机构便于安装极板并固定极板与极板安装横梁之间的相对位置，从而通过改变极板安装横梁的位置即能调整相应极板相对于电解槽的位置，当极板为阳极板时，即能调整阳极板与已固定阴极板之间的间距。所述安装凹槽一方面便于极板安装横梁沿着电解槽侧壁上沿移动以改变位置，另一方面可配合锁紧件固定极板安装横梁相对于电解槽的位置。以极板为阳极板为例，通过所述电解槽的极板安装横梁，可灵活调整阳极板与固定阴极板之间的间距，不受限于固定的卡槽间距，便于更高精度的研究电解过程极板间距的影响；且配合极板安装横梁的定位机构、极板安装横梁的安装凹槽与锁紧件，在可灵活变换位置的同时，有利于固定阳极板，保障阳极板与阴极板平行状态下的间距研究。

13、进一步地，所述极板安装横梁两端设置有贯通至安装凹槽内侧面的横梁定位孔，所述锁紧件设置于横梁定位孔上；所述锁紧件为锁紧螺丝；或，电解槽槽体侧壁上部设置有多个定位槽，多个定位槽在电解槽侧壁长度方向上均匀排布，所述锁紧件为形状与定位槽配合的弹性件。进一步地，电解槽槽体外侧壁上部设置有多个定位槽。更进一步地，所述弹性件截面形状呈现为多边形结构，如长条状弹性件。进一步地，极板安装横梁可利用安装凹槽在电解槽槽体上滑动；电解槽槽体侧壁上多个定位槽沿极板安装横梁滑动方向排布；更进一步地，多个定位槽等间距排布。在一种锁紧件实现方式中，锁紧件为锁紧螺丝，锁紧螺丝通过横梁定位孔从极板安装横梁端部贯穿至安装凹槽内侧面，当极板安装横梁移动至需固定位置时，此时从极板安装横梁两端转动锁紧螺丝，锁紧螺丝顶持于电解槽侧壁上，此时极板安装横梁相对位置被固定。此外，锁紧件还可以是弹性件，通过弹性件与电解槽外侧壁预设的定位槽配合以锁紧极板安装横梁位置；向外侧拉动弹性件，当极板安装横梁移动至需固定位置时，待安装凹槽下沉并与电解槽侧壁上沿配合时，松开弹性件，弹性件顶持于电解槽槽体侧壁上的定位槽中。当所述弹性件截面呈现为多边形结构时，可实现弹性件自身的转动限制，防止极板受电解液扰流时弹性件转动，进而避免实际间距与预设间距产生误差。

14、进一步地，极板上设置有多个极板定位孔，所述定位机构包括多个与极板定位孔对应的极板定位柱；多个极板定位柱呈均匀的多边形排布；进一步地，多个极板定位柱呈三角形、矩形排布。通过定位柱与极板定位孔的配合，可稳定安装极板；而极板定位柱呈多边形排布，则有利于在固定面上多个方向限制极板位置，包括保持极板上下不晃动，使极板保持竖直状态；也包括极板左右不偏移，保持正对阴极板的状态。或，至少在导电横梁的竖直方向上分布有两个以上极板定位柱；竖直方向上两个极板定位柱更简便，且同样能保持上下左右位置均固定的状态。进一步地，所述定位柱可为螺丝和螺母配合形成；极板安装横梁上设置有安装通孔，以配合螺丝形成相应的定位柱。当螺丝穿过极板后，再使用螺母固紧于极板安装横梁上；进一步地，极板可通过定位柱连接整流机。

15、本实用新型的另一目的在于提供一种电解装置，包括前述的电解槽和前述的极板安装横梁。进一步地，还包括阴极板和阳极板。进一步地，电解装置外接有动力循环装置，动力循环装置提供电解液循环动力，电解液自循环电解液进口进入，经循环电解液出口、动力循环装置至循环电解液进口，通过动力循环装置形成电解液循环回路。通过前述电解槽和极板安装横梁的配合，可形成电解液输送均匀、循环稳定、便于提高循环效率、干扰因素少的电解装置，有利于研究相应的电解铜箔过程，以便以此为基础优化实际生产。

16、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过所述电解槽结构优化电解槽内电解液流动过程，保障电解液输送均匀性，保障电解液循环效率。通过所述电解槽能够维持较为稳定的研究环境，减少预期之外的变量影响实验研究；而配合极板安装横梁，则能进一步地在维持极板之间平行状态上提高控制性，以阳极板为例，能避免阳极板前后位置略有偏移或倾斜时给实验带来的干扰因素。以便于研究电解反应中较优的间距。所述电解槽配合极板安装横梁可形成电解液输送均匀、循环稳定效率高、干扰因素少的电解装置，有利于实验研究，进而便于以此为基础优化实际生产。

17、附图说明

18、图1为本实用新型单第一挡板电解槽立体结构图。

19、图2为本实用新型单第一挡板电解槽俯视图。

20、图3为本实用新型双第一挡板电解槽立体结构图。

21、图4为本实用新型双第一挡板电解槽俯视图。

22、图5为本实用新型电解槽配合阴极板的结构示意图。

23、图6为本实用新型电解槽第二挡板结构示意图。

24、图7为本实用新型电解槽底座结构示意图。

25、图8为本实用新型极板安装横梁结构示意图。

26、图9为本实用新型电解槽与极板安装横梁的配合结构示意图。

技术特征：

1.一种电解槽，其特征在于，包括电解槽槽体，所述电解槽槽体内设置有第一挡板，所述第一挡板分隔电解槽槽体内为电解室和电解液排出室，且所述第一挡板的上沿低于邻接电解槽槽体侧壁的上沿；所述电解室至少用于放置极板，所述电解室底部设置有循环电解液进口；所述电解液排出室底部设置有循环电解液出口。

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述电解槽槽体内设置有两个平行布置的第一挡板，两个第一挡板分隔电解槽槽体内为电解室以及位于电解室两侧的电解液排出室。

3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述第一挡板的一端设置有自上而下贯穿的缺口；两个第一挡板的缺口对称设置，且两个第一挡板的缺口与邻接的电解槽槽体侧壁配合形成阴极板卡槽。

4.根据权利要求1~3任一项所述的电解槽，其特征在于，所述第一挡板上设置有多个电解液流出通孔。

5.根据权利要求1~3任一项所述的电解槽，其特征在于，所述电解槽槽体底部设有多个进液孔，多个进液孔形成循环电解液进口；所述电解槽槽体底部还设有矩形通孔，所述矩形通孔形成循环电解液出口。

6.根据权利要求1~3任一项所述的电解槽，其特征在于，所述电解槽槽体内设置有多个等距排布的阳极板卡槽。

7.一种适用于电解槽的极板安装横梁，其特征在于，所述极板安装横梁两侧底部设置有与电解槽槽体侧壁上沿配合的安装凹槽；所述极板安装横梁中部设置有定位机构，所述定位机构用于配合安装极板并固定极板位置；且所述极板安装横梁两端还设置有锁紧件，所述锁紧件配合安装凹槽以固定极板安装横梁相对于电解槽槽体的位置。

8.根据权利要求7所述的极板安装横梁，其特征在于，所述极板安装横梁两端设置有贯通至安装凹槽内侧面的横梁定位孔，所述锁紧件设置于横梁定位孔上；所述锁紧件为锁紧螺丝；或，电解槽槽体侧壁上部设置有多个定位槽，多个定位槽在电解槽槽体侧壁长度方向上均匀排布，所述锁紧件为形状与定位槽配合的弹性件。

9.根据权利要求7所述的极板安装横梁，其特征在于，极板上设置有多个极板定位孔；所述定位机构包括多个与极板定位孔对应的极板定位柱；多个极板定位柱呈均匀的多边形排布；或，至少在导电横梁的竖直方向上分布有两个以上极板定位柱。

10.一种电解装置，其特征在于，包括权利要求1~6任一项所述的电解槽和权利要求7~9任一项所述的极板安装横梁。

技术总结
一种电解槽、极板安装横梁及相应电解装置，其中电解槽包括电解槽槽体，所述电解槽槽体内设置有第一挡板，所述第一挡板分隔电解槽槽体内为电解室和电解液排出室，且所述第一挡板的上沿低于邻接电解槽槽体侧壁的上沿；所述电解室至少用于放置极板，所述电解室底部设置有循环电解液进口；所述电解液排出室底部设置有循环电解液出口。所述电解槽结构优化了电解槽内电解液流动过程，便于提高电解液循环效率。还公开了一种极板安装横梁，以及电解槽与极板安装横梁配合形成的电解装置；极板安装横梁在可灵活变换位置的同时固定极板，保障阳极板与阴极板平行状态下的间距研究；电解装置中电解液输送均匀、循环稳定效率高、干扰因素少，有利于实验研究，便于以此为基础优化实际生产。

技术研发人员：侯伟,冯伟昌,蒋露
受保护的技术使用者：蓝帆新材料技术（广州）有限公司
技术研发日：20240227
技术公布日：2024/9/23