[发明专利]一种碱性电解制氢电极组件的制备方法

说明书

本发明提出了一种碱性电解制氢电极组件的制备方法，包括如下步骤：准备符合要求的支撑单元以及双极板、极框、副电极、隔膜，首先将双极板与极框进行一体化装配，然后将支撑单元焊接在双极板上下表面，再将副电极焊接在支撑单元上，最后固定安装隔膜。本发明通过布设支撑单元保证了双极板与副电极之间的可靠接触；同时，不仅能够降低电子回路的电阻，还能够精确控制电子回路的电阻，提高了电流密度的均匀性。此外，简化了电极组件的组装程序，降低了电解槽组装的难度，提高了组装效率。

技术领域

本发明涉及电解槽领域，尤其是涉及一种碱性电解制氢电极组件的制备方法。

背景技术

碱性电解槽通常由若干串联的电解室组成，单个电解室内一般包括双极板、极框以及副阴极/副阳极，相邻双极板之间还设置有隔膜；其中，双极板采用深冲铁板，依靠大吨位的压机在表面制造凹凸结构，并和碳素钢极板框通过焊接连接；副电极为采用镍网，一般会喷有雷尼镍，并经过碱液活化，其通过接触双极板的凸起的结构维持和双极板之间的电子回路；双极板之间通过垫片和隔膜分别起到绝缘和分离氢氧气体的作用。

但鉴于加工精度的限制以及在组装过程垫片可能的变形，均导致副电极与双极板无法达到良好的接触状态；同时，由于镍表面的氧化镍，氢化镍和氢氧化镍的存在，会使接触电阻较大而导致副极板电压较高、电流密度不均匀，无法发挥其应有的作用，甚至可能发生槽内打火，压迫隔膜导致串气，以致爆炸的安全隐患。

此外，双极板除了使用这种凹凸板结构外，也出现了通过拉伸网来替代凹凸结构的做法。拉伸网采用焊接的工艺来支持电子回路的传导，但是由于镍网的横向导电能力较差，而镍网和拉伸网之间无法布置高密度的焊点，甚至都没有焊接，相当一部分的电流仍然通过接触传导，依然无法有效解决接触不良的问题，且电流密度提升有限，无法有效降低电解能耗。同时焊接工艺的导入存在破坏镀镍层的风险，导致电解槽长期工作存在一定隐忧。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种碱性电解制氢电极组件的制备方法。

本发明的主要内容包括：

一种碱性电解制氢电极组件的制备方法，所述碱性电解制氢电极组件包括双极板、极框以及副电极、隔膜；所述制备方法包括如下步骤：

S1.按照设计要求准备双极板和极框，所述极框包括贯穿上下表面的收容空间以及开设在其上表面或下表面的安装凹槽，所述双极板安装在所述收容空间内；所述双极板的上下表面为平面；

S2.准备若干支撑单元，将若干所述支撑单元依次焊接在所述双极板的上下表面；

S3.将所述副电极焊接在所述支撑组件上；

S4.将所述隔膜安装在所述安装凹槽内。

优选的，所述极框为金属材质，所述双极板焊接在所述收容空间内。

优选的，所述极框为塑料材质，所述双极板一体注塑在所述收容空间内。

优选的，单个所述支撑单元包括呈柱状的镍柱，S2包括如下子步骤：

S21.准备按照计算出的尺寸设计的所述镍柱；

S22.将若干所述镍柱依次均匀焊接在所述双极板的上下表面；

其中，所述镍柱的数量以及规格由电解槽的电流密度和总电流的大小确定。

优选的，单个所述支撑单元包括呈柱状的镍柱和呈条状的镍条，S2包括如下子步骤：

准备所需尺寸的镍柱和镍条，所述镍条的宽度小于等于10mm；

根据电解槽的电流密度和总的电流大小，计算所需镍柱的数量；

将若干所述镍柱依次焊接在所述双极板的上下表面；