[實用新型]一種沉積型電極

有效

• 申請號: 201020601872.0
• 申請日: 2010-11-11
• 公開（公告）號: CN201956415U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 程杰;劉學虎;文越華;曹高萍;楊裕生;謝自立
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63971部隊
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M4/66;H01M4/70;H01M2/26
• 代理公司: 中國人民解放軍防化研究院專利服務中心 11046
• 代理人: 劉永盛

技術領域

本實用新型屬于電化學工程與工業裝置領域，特別涉及到一種沉積型電極，用于解決電沉積中不希望沉積部位不發生沉積的問題，以及沉積型液流電池電極邊沿非正常沉積/溶解和沉積產物積累的問題。該沉積型電極結構可規范電極反應的電流分布，結構簡單，可保證沉積反應發生在需要反應的位置，可用于電鍍行業和沉積型電池體系中。

背景技術

當今社會一次性能源大量消耗已經開始引起能源短缺的尷尬局面，而使用石油、煤炭等一次性能源引起的環境污染也不容樂觀。節省能源、減少環境污染、保持社會的可持續發展，是當今全球性的重要課題。我國具有豐富的可再生能源資源，加快發展風能、太陽能、生物質能等可再生能源已刻不容緩。對此，我國已制定并正在實施可持續發展戰略，加強可再生能源的規模開發利用。但用風能、太陽能等可再生能源發電時，功率、電壓和頻率的波動大，難以穩定供電。為實現穩定供電，開發高效的規模儲能技術意義非常重大。我國解決邊遠地區供電，需要建立分布式供電體系，規模儲能單元是分布式供電體系的“電能銀行”，具有極重要的作用，也是必須有效解決的關鍵技術之一。液流電池是世界上規模最大的儲能電池，由于設計靈活、全壽命成本最低、能適合各種儲能場合，因此競爭力很強，應用前景非常廣闊，是可再生能源利用的必備技術之一。

液流電池的正、負極活性物質主要存在于電解液中，正、負極的電解液儲存在電池外各自獨立的儲液罐內，通過送液泵流過液流電池，電池內的正、負極電解液由離子交換膜隔開。在電池充、放電過程中，電解液中的活性物質離子在惰性電極表面發生價態的變化。此等期間，膜兩側溶液的電荷為了達到平衡，必定有一種離子(如H⁺)同步地由一極溶液通過離子交換膜向另一極溶液遷移。另外一種液流電池體系是沉積型液流電池，電池的一個或兩個電極的活性材料以電化學沉積/溶解過程儲能。文獻(J.Power?Sources?27(1989)219)表明，上世紀80年代研究者提出了采用銅、鋅、鐵等沉積型電對的液流電池體系，但沉積型電極的表面形貌不易控制，容易產生沉積層積累。2004年英國南開普敦大學Pletcher課題組(Phys.Chem.Chem.Phys.2004(6)1773)基于傳統鉛酸二次電池的概念提出一種新的全沉積型液流儲能電池體系，以溶于甲基磺酸水溶液中的鉛離子分別在正負極上沉積PbO₂和Pb儲能。但該電池仍沒有解決沉積層不均勻、積累、形貌不佳等問題。我們課題提出了鋅鎳單液流電池(ZL?200610109424.7)，其中也存在鋅沉積不均勻、邊沿非正常沉積與生長等問題。

電鍍工業中不少工件需要局部電鍍，要求只鍍在需要鍍覆的部位而其它位置不能有鍍層。一般采用涂覆絕緣材料，如聚乙烯清漆等等。但是涂漆容易起泡，而且電鍍后必須刮除。而采用塑料薄膜捆扎的局部絕緣方式，因塑料薄膜的彈性和熱脹冷縮容易出現待絕緣區浸入溶液而發生電沉積。

不管是液流電池中的沉積電極沉積層不均勻、邊沿非正常沉積與生長還是電鍍工業中的局部電鍍均是要求規范沉積電流以達到按照需求進行電沉積的目標。通過設計特別的電極結構可以遮擋不需沉積的部位，也可以規范電解液流動或攪動的方式，使沉積型電極表面電流密度分布均勻，從而可以獲得需要的沉積層和電池性能。

基于以上的考慮，我們提出了一種沉積型電極結構，可以將待鍍工件的邊沿及特定部位和電解質溶液絕緣，從而達到電沉積按照需求進行反應的目標。

發明內容

本實用新型的目的是為了克服現有沉積型電極的沉積層不均勻、邊沿非正常沉積以及局部電鍍絕緣處理的缺陷而重新設計的一種沉積型電極結構，可以將待鍍工件的邊沿及特定部位和電解質溶液絕緣，從而達到電沉積按照需求進行反應的目標，具有結構簡單、易于控制并且電極表面電流密度易于達到均勻等優點。

本實用新型的目的是通過下述方式實現的：

一種沉積型電極，該電極由集電極1、隔柵2和極耳3構成，集電極1的兩側各固定一個隔柵(2)，集電極1通過極耳3可同外電路連接。

集電極1是金屬、碳或導電塑料，厚度在0.005～0.3mm，形狀為箔、薄帶或網狀，其中金屬為銅、鋅、鐵、鈷、鎳、鋁、鎂、鉛、鉭、鈦或它們的合金。