[實用新型]多功能高效金屬鋅電解還原設備

無效

• 申請號: 200720148936.4
• 申請日: 2007-04-26
• 公開（公告）號: CN201053032Y
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 周利民;周躍民;王艷境;劉偉春;王菁迅
• 申請（專利權）人: 北京長力聯合能源技術有限公司
• 主分類號: C25C1/16
• 分類號: C25C1/16
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱麗華

技術領域

本實用新型涉及一種多功能高效金屬鋅電解還原設備。

背景技術

隨著堿性鋅電池的快速發展，金屬鋅在電池行業的需求量大幅度增加，但由于金屬鋅在氧化還原過程中晶格的變化特性，我們很難將堿性鋅電池制作成傳統意義上的充電電池(即二次電池)，所以目前電池行業內的金屬鋅大部分被用于制造一次性電池，在造成資源浪費的同時，也限制了金屬鋅在電池制造行業性能優勢的發揮。雖然有一些企業在進行電池回收的過程中，探索出了一些金屬鋅還原技術，但效果均不理想，效率也不高。

鋅-空氣金屬燃料電池的迅猛發展為二次堿性鋅電池開拓出了一條嶄新的道路。二次鋅-空氣鋅空氣金屬燃料電池體外充電的循環利用方式，巧妙地回避了金屬鋅在直接充電過程中晶格變化的劣勢，充分利用了金屬鋅的性能優勢，成為一種具有巨大使用空間的新型二次堿性鋅電池。

二次鋅-空氣電池的出現，對金屬鋅的體外充電方式和效率提出了很高的要求，并且成為一個有待解決的難題。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種多功能高效金屬鋅電解還原設備。

為實現上述目的，本實用新型采取以下設計方案：

一種多功能高效金屬鋅電解還原設備，包括一電解槽，電解槽內置有堿性電解液，所述的陽極由板網結合式陽極體構成，陽極板與導電銅排連接；所述的陰極由陰極板與導電銅排連接構成。

所述的板網結合式陽極體采用半網籃式結構，一側及底部為陽極板材，其它側面為網籃，陽極板與網籃間為陽極收集袋。

所述的板網結合式陽極體的陽極板表面積形狀及大小與陰極板表面積的形狀及大小相等。

所述的板網結合式陽極可以裝入反應后的含有金屬鋅、氧化鋅和鋅酸鹽的碎渣，進行電解還原；也可以將含有高濃度鋅酸鹽的堿性電解液電解還原。

本實用新型的優點是：

1、具有兩種功能，可以電解還原兩種金屬鋅廢料。

2、操作簡單、方便，減少電解還原過程的附加程序。

3、減少電解成本，從而提高電解效率。

4、本設備電解還原的海綿狀金屬鋅具有非常優異的放電性能。

附圖說明

圖1為本實用新型剖面示意圖

圖2為本實用新型板網結合式陽極結構示意圖

圖3為本實用新型陰極結構示意圖

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型多功能高效金屬鋅電解還原設備包括一電解槽2，電解槽內置有堿性電解液3，所述的陽極5由板網結合式陽極體構成，其采用半網籃式結構，一側及底部為陽極板材6，其它側面為網籃8，陽極板與網籃間為陽極收集袋4。陽極板6與導電銅排連接；所述的陰極由陰極板1與導電銅排7連接構成。

圖2給出了本實用新型板網結合式陽極結構示意圖，在陽極5的上端設陽極電源接口9，導電銅排與陰極板聯成一體，固定在電解槽上，陰極電源接口10與外部電源負極連接。

圖3給出了本實用新型陰極結構示意圖，在陰極1的上端設陰極電源接口10，所述的導電銅排7與陽極板聯成一體，固定在電解槽上，陽極電源接口9與外部電源正極連接。

本實用新型的主要創新點在于對陽極的新型設計：采用板網結合式結構陽極，可以電解還原碎鋅渣(主要成分為金屬鋅、氧化鋅和鋅酸鹽)，也可以電解還原含有高濃度鋅酸鹽的堿液。

電解還原過程的反應方程式如下：

1、金屬鋅的電解還原過程

陽極反應：Zn+2OH^--2e→ZnO+H₂O↑

陰極反應：ZnO+H₂O+2e→Zn+2OH^-

總反應：Zn→Zn

2、氧化鋅的電解還原過程

陽極反應：2H₂O-2e→2OH^-+H₂↑

陰極反應：ZnO+H₂O+2e→Zn+2OH^-

總反應：ZnO+3H₂O→Zn+4OH^-+H₂↑