【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及電解槽,尤其涉及一種金屬鋰電解槽裝置。
技術(shù)介紹
1、電解槽一般由槽體、槽蓋、陰極和陽(yáng)極組成,根據(jù)陽(yáng)極插入電解液中的方式不同可將電解槽分為下插式電解槽和上插式電解槽。其中下插式電解槽的陽(yáng)極石墨浸沒于電解質(zhì)液面下,石墨與空氣隔絕,陽(yáng)極之外套有金屬材質(zhì)的陰極,陰陽(yáng)極之間有一層隔膜。上述結(jié)構(gòu)的電解槽在運(yùn)行過程中故障率低,但是在實(shí)際應(yīng)用中存在以下技術(shù)問題:(1)該電解槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制作成本較高;(2)隔膜壽命短,換膜操作頻繁,且因石墨更換困難而導(dǎo)致槽體報(bào)廢較快;(3)電解槽密封性差,液氯生產(chǎn)無(wú)法保證;因此針對(duì)上述問題,有必要開發(fā)一種金屬鋰電解槽裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種金屬鋰電解槽裝置,該電解槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,取消陰陽(yáng)極之間的隔膜,便于更換,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出鋰,同時(shí)保證液氯的生產(chǎn)。
2、為解決上述技術(shù)問題,本技術(shù)的技術(shù)方案是:
3、一種金屬鋰電解槽裝置,包括槽體和槽蓋,所述槽蓋的頂部設(shè)有進(jìn)料管和排氣口,所述槽體的上部一側(cè)設(shè)有排鋰管,所述槽體的內(nèi)部設(shè)有陽(yáng)極,所述陽(yáng)極的外圍套設(shè)有陰極;所述陰極的上部設(shè)有與所述排鋰管相連通的集鋰結(jié)構(gòu),所述集鋰結(jié)構(gòu)包括與所述排鋰管相連通的集鋰部件,所述集鋰部件的內(nèi)部設(shè)有集氣部件,所述集鋰部件與所述集氣部件之間設(shè)有集鋰區(qū),所述集氣部件貫穿集鋰部件,所述集氣部件的頂部連通所述排氣口,所述集氣部件的底部與所述陽(yáng)極之間設(shè)有間隙;所述集鋰部件的下方設(shè)有鏤空結(jié)構(gòu)的分離部件。
5、作為一種改進(jìn)的技術(shù)方案,所述分離部件包括兩個(gè)圓形第一鋼管,所述兩個(gè)第一鋼管之間設(shè)有多個(gè)第二鋼管,其中相鄰兩個(gè)所述第二鋼管之間設(shè)有第一鋼絲,所述第一鋼絲與相鄰所述第二鋼管之間分別設(shè)有間隙,所述第一鋼絲和所述第二鋼管的外壁上分別設(shè)有多層圓形第二鋼絲。
6、作為一種改進(jìn)的技術(shù)方案,所述分離部件的頂部與所述第一圓柱體的頂部具有相同的圓心和直徑。
7、作為一種改進(jìn)的技術(shù)方案,相鄰兩個(gè)所述集鋰部件之間通過連接管相連通。
8、作為一種改進(jìn)的技術(shù)方案,所述排鋰管上設(shè)有流量閥,所述排鋰管的端部連通儲(chǔ)鋰罐。
9、作為一種改進(jìn)的技術(shù)方案,所述陰極通過連接板固定在所述槽體的內(nèi)壁上。
10、采用了上述技術(shù)方案后,本技術(shù)的有益效果是:
11、由于金屬鋰電解槽裝置,包括槽體和槽蓋,槽蓋的頂部設(shè)有進(jìn)料管和排氣口,槽體的上部一側(cè)設(shè)有排鋰管,槽體的內(nèi)部設(shè)有陽(yáng)極,陽(yáng)極的外圍套設(shè)有陰極,陰極的上部設(shè)有與排鋰管相連通的集鋰結(jié)構(gòu);集鋰結(jié)構(gòu)包括與排鋰管相連通的集鋰部件,集鋰部件的內(nèi)部設(shè)有集氣部件,集鋰部件與集氣部件之間設(shè)有集鋰區(qū),集氣部件貫穿集鋰部件,集氣部件的頂部連通排氣口,集氣部件的底部與陽(yáng)極之間設(shè)有間隙;集鋰部件的下方設(shè)有鏤空結(jié)構(gòu)的分離部件。實(shí)際生產(chǎn)中工作人員通過進(jìn)料管將無(wú)水氯化鋰和無(wú)水氯化鉀加入槽體中,經(jīng)過電解反應(yīng)后,液態(tài)金屬鋰在陰極析出,然后液態(tài)金屬鋰向上流動(dòng)進(jìn)入集鋰部件與集氣部件之間的集鋰區(qū),最后通過排鋰管排出;其中金屬鋰向集鋰區(qū)流動(dòng)時(shí),電解液在重力作用下穿過分離部件重新流入電解槽中繼續(xù)參與電解反應(yīng),電解反應(yīng)陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣穿過集氣部件與陽(yáng)極之間的間隙進(jìn)入集氣部件的內(nèi)部,最后從集氣部件的頂部沿著排氣口排出。上述結(jié)構(gòu)的電解槽設(shè)計(jì)合理,整個(gè)反應(yīng)過程中加料以及出鋰以及氯氣的排出均在密閉環(huán)境下進(jìn)行,并且通過集鋰結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)氯氣、電解液以及金屬鋰的有效分離,與傳統(tǒng)的電解槽相比較,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,更換和拆卸方便。
12、由于集鋰部件為底部敞開且頂部以及四周密封的第一圓柱體;集氣部件為兩端敞開且四周密封的第二圓柱體;第二圓柱體的頂部外壁與第一圓柱體的頂部固定連接,第一圓柱體的頂部和第二圓柱體的頂部具有相同圓心,且第二圓柱體的高度大于第一圓柱體的高度。實(shí)際生產(chǎn)中,電解液經(jīng)過陽(yáng)極和陰極的作用,生成的金屬鋰會(huì)聚集在陰極的上部,然后隨著金屬鋰層的厚度形成,金屬鋰液流動(dòng)進(jìn)入集鋰部件與集氣部件之間所形成的集鋰區(qū),通過排鋰管排出;陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣移動(dòng)進(jìn)入集氣部件的內(nèi)部,穿過集氣部件的頂部,最后通過排氣口排出。上述結(jié)構(gòu)的集鋰部件和集器部件設(shè)計(jì)合理,實(shí)現(xiàn)了金屬鋰液和氯氣的有效分離。
13、由于分離部件包括兩個(gè)圓形第一鋼管,兩個(gè)第一鋼管之間設(shè)有多個(gè)第二鋼管,其中相鄰兩個(gè)第二鋼管之間設(shè)有第一鋼絲,第一鋼絲與相鄰第二鋼管之間分別設(shè)有間隙,第一鋼絲和所述第二鋼管的外壁上分別設(shè)有多層圓形第二鋼絲。電解過程中,陰極產(chǎn)生的金屬鋰密度小因此會(huì)上浮,而密度大的電解液在重力的作用下穿過分離部件的多個(gè)間隙重新回到槽體中繼續(xù)參與電解反應(yīng)。上述分離部件實(shí)現(xiàn)了金屬鋰和電解液的有效分離。
14、由于分離部件的頂部與第一圓柱體的頂部具有相同的圓心和直徑。這種設(shè)計(jì),便于生成的金屬鋰直接進(jìn)入集鋰部件中。
15、由于相鄰兩個(gè)集鋰部件之間通過連接管相連通。通過這種連接實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了相鄰集鋰部件的相互連通。
16、由于排鋰管上設(shè)有流量閥,排鋰管的端部連通儲(chǔ)鋰罐。通過流量閥可以有效控制出鋰流量。
17、由于陰極通過連接板固定在槽體的內(nèi)壁上。通過這種連接結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)陰極的有效固定。
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1.一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:包括槽體和槽蓋,所述槽蓋的頂部設(shè)有進(jìn)料管和排氣口,所述槽體的上部一側(cè)設(shè)有排鋰管,所述槽體的內(nèi)部設(shè)有陽(yáng)極,所述陽(yáng)極的外圍套設(shè)有陰極;所述陰極的上部設(shè)有與所述排鋰管相連通的集鋰結(jié)構(gòu),所述集鋰結(jié)構(gòu)包括與所述排鋰管相連通的集鋰部件,所述集鋰部件的內(nèi)部設(shè)有集氣部件,所述集鋰部件與所述集氣部件之間設(shè)有集鋰區(qū),所述集氣部件貫穿集鋰部件,所述集氣部件的頂部連通所述排氣口,所述集氣部件的底部與所述陽(yáng)極之間設(shè)有間隙;所述集鋰部件的下方設(shè)有鏤空結(jié)構(gòu)的分離部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:所述集鋰部件為底部敞開且頂部以及四周密封的第一圓柱體;所述集氣部件為兩端敞開且四周密封的第二圓柱體;所述第二圓柱體的頂部外壁與所述第一圓柱體的頂部固定連接,所述第一圓柱體的頂部和所述第二圓柱體的頂部具有相同圓心,且所述第二圓柱體的高度大于所述第一圓柱體的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:所述分離部件包括兩個(gè)圓形第一鋼管,所述兩個(gè)第一鋼管之間設(shè)有多個(gè)第二鋼管,其中相鄰兩個(gè)所述第二鋼管之間設(shè)有第
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:所述分離部件的頂部與所述第一圓柱體的頂部具有相同的圓心和直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:相鄰兩個(gè)所述集鋰部件之間通過連接管相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:所述排鋰管上設(shè)有流量閥,所述排鋰管的端部連通儲(chǔ)鋰罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:所述陰極通過連接板固定在所述槽體的內(nèi)壁上。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:包括槽體和槽蓋,所述槽蓋的頂部設(shè)有進(jìn)料管和排氣口,所述槽體的上部一側(cè)設(shè)有排鋰管,所述槽體的內(nèi)部設(shè)有陽(yáng)極,所述陽(yáng)極的外圍套設(shè)有陰極;所述陰極的上部設(shè)有與所述排鋰管相連通的集鋰結(jié)構(gòu),所述集鋰結(jié)構(gòu)包括與所述排鋰管相連通的集鋰部件,所述集鋰部件的內(nèi)部設(shè)有集氣部件,所述集鋰部件與所述集氣部件之間設(shè)有集鋰區(qū),所述集氣部件貫穿集鋰部件,所述集氣部件的頂部連通所述排氣口,所述集氣部件的底部與所述陽(yáng)極之間設(shè)有間隙;所述集鋰部件的下方設(shè)有鏤空結(jié)構(gòu)的分離部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬鋰電解槽裝置,其特征在于:所述集鋰部件為底部敞開且頂部以及四周密封的第一圓柱體;所述集氣部件為兩端敞開且四周密封的第二圓柱體;所述第二圓柱體的頂部外壁與所述第一圓柱體的頂部固定連接,所述第一圓柱體的頂部和所述第二圓柱體的頂部具有相同圓心,且所述第二圓柱體的高度大于所述第一...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:孔小星,張文靜,袁崇凱,類成存,楊睿君,宋森鵬,田萍,
申請(qǐng)(專利權(quán))人:山東默銳科技有限公司,
類型:新型
國(guó)別省市:
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