电解堆组件及包含其的电解槽的制作方法

本技术涉及电池，特别涉及一种电解堆组件及包含其的电解槽。

背景技术：

1、能源危机和环境恶化使世界各国加大了对新能源的研究力度，氢能源被认同为是“最具备发展发展潜力”的清洁能源。碱性电解水制氢是相对成熟的制氢方法之一，它操作简单，制得的氢气纯度高，是实现大规模生产氢气的重要手段。

2、电解槽是碱性水电解制氢系统的核心装置，碱性电解槽的工作环境比较恶劣，是在高温、高压、强腐蚀条件下。尤其在间断开机情况下，由于热胀冷缩容易造成电解槽槽体渗漏，槽体渗漏既影响影响操作环境及设备安全性，又影响电解槽的使用寿命，这个也是制约水电解制氢技术发展的重要问题之一。

3、现有技术中，电解槽通常采用平垫片的密封方式，通过将平垫片设置在隔膜与极片之间对电解槽进行密封，容易造成电解槽装配力大、氢气压力不高、容易密封失效等问题。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术通过将平垫片设置在隔膜与极片之间对电解槽进行密封，容易造成电解槽装配力大、氢气压力不高、容易密封失效等缺陷，提供一种电解堆组件及包含其的电解槽。

2、本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本实用新型提供一种电解堆组件，该电解堆组件包括隔膜组件和设置在所述隔膜组件两侧的极框组件；

4、所述隔膜组件包括隔膜，以及设置在所述隔膜的周围的边框；

5、所述极框组件包括极板和框体，所述框体沿厚度方向贯穿开设了一中空空间，所述极板可拆卸地卡设于所述框体的中空空间内；

6、所述框体朝向所述隔膜组件的一侧开设有第一安装槽，所述第一安装槽内卡设有第一密封圈，所述第一密封圈凸出于所述框体的表面，并与所述边框相贴设。

7、在本方案中，通过在隔膜的两侧放置边框对隔膜进行保护，通过将第一密封圈设置在框体的表面实现框体与边框之间的密封，避免由于第一密封圈和隔膜直接接触而存在剪切应力导致隔膜被破坏的情况。第一密封圈与边框相贴设，能够实现框体与边框之间的密封，即实现隔膜组件与极板之间的密封，进而实现电解堆组件的密封，装配过程简单且不容易密封失效。

8、优选地，所述隔膜组件和所述极板之间还依次设有钛毡、钛网，所述钛毡靠近所述隔膜组件一侧。

9、在本方案中，隔膜组件与两侧设置的钛网和钛毡形成mea。

10、优选地，所述第一安装槽沿所述中空空间的外周边缘设置。

11、在本方案中，通过设置第一安装槽对第一密封圈进行定位，便于第一密封圈的设置安装；第一安装槽设于中空空间的外周，能够实现隔膜组件和极框组件之间的密封，电解液能够在极板表面接触反应，反应产生的气体不能从隔膜组件和极框组件溢出。

12、优选地，所述电解堆组件还包括分别设在两个所述极框组件外侧的阳极基板和阴极基板；

13、所述阳极基板与所述极框组件之间设有承压箍，所述承压箍与所述阳极基板贴设；

14、所述承压箍与所述极框组件和所述阳极基板的连接处均设有第二密封圈。

15、在本方案中，通过在阳极基板和极框组件之间设置承压箍，能够对承载并保护极框组件。

16、优选地，所述框体与所述阴极基板相对的表面开设有第二安装槽，所述第二安装槽内设有第三密封圈。

17、在本方案中，第三密封圈靠近阴极基板的一侧设置，能够实现框体与阴极基板之间的密封。

18、优选地，所述边框包括第一层边框和第二层边框，所述第一层边框设在所述隔膜与所述第二层边框之间，所述第一层边框的硬度小于所述第二层边框硬度，所述密封圈与所述第二层边框相贴合。

19、在本方案中，隔膜两侧的边框采用双层结构，且与隔膜相贴的第一层边框的硬度小于外层的第二层边框的硬度，有效避免硬质结构或密封圈和隔膜之间的剪应力破坏隔膜。同时第一层边框的硬度较小，能够填充隔膜表面的缝隙，提高整个电解堆组件的密封效果。

20、优选地，所述第一层边框为橡胶材质；

21、和/或，所述第一层边框的硬度范围是30a-45a；

22、和/或，所述第一层边框的厚度范围是0.1mm-2mm。

23、优选地，所述第二层边框为塑料材质或橡胶材质；

24、和/或，所述第二层边框的硬度范围是45a-90a；

25、和/或，所述第二层边框的厚度范围是0.3mm-1mm。

26、本实用新型还提供一种电解槽，该电解槽包括若干个串联连接的如上所述的电解堆组件。

27、优选地，所述电解槽还包括定位杆，每个所述电解堆组件的所述边框和所述框体上均开设有相对应的定位孔，所述定位杆依次穿过所述定位孔实现若干个所述电解堆组件的同轴连接；

28、所述电解槽还包括盲端板和活动端板，若干个所述电解堆组件设在所述盲端板和所述活动端板之间；

29、所述电解槽还包括两组集流板和绝缘板，且分别设置在所述盲端板与所述电解堆组件之间、以及所述活动端板与所述电解堆组件之间，所述集流板靠近所述电解堆组件的一侧设置。

30、在本方案中，定位杆依次穿过电解堆组件上的定位孔，能够将若干个电解堆组件串联起来。串联后的电解堆组件设置在盲端板和活动端板之间，分别通过集流板进行电路连接，绝缘板能够实现对盲端板和活动端板的绝缘，提高电解槽的安全性。

31、本实用新型的积极进步效果在于：通过在隔膜的两侧放置边框对隔膜进行保护，通过将第一密封圈设置在框体的表面实现框体与边框之间的密封，避免第一密封圈和隔膜直接接触而存在剪切应力导致隔膜被破坏，导致密封失效。因此第一密封圈与边框相贴设，能够实现框体与边框之间的密封，即实现隔膜组件与框体之间的密封，进而实现电解堆组件的密封，整个装配过程简单且不容易密封失效。

技术特征：

1.一种电解堆组件，其特征在于，包括隔膜组件(110)和设置在所述隔膜组件(110)两侧的极框组件(120)；

2.如权利要求1所述的电解堆组件，其特征在于，所述隔膜组件(110)和所述极板(123)之间还依次设有钛毡(114)、钛网(113)，所述钛毡(114)靠近所述隔膜组件(110)一侧。

3.如权利要求1所述的电解堆组件，其特征在于，所述第一安装槽(1212)沿所述中空空间(1211)的外周边缘设置。

4.如权利要求1所述的电解堆组件，其特征在于，所述电解堆组件还包括分别设在两个所述极框组件(120)外侧的阳极基板(200)和阴极基板(300)；

5.如权利要求4所述的电解堆组件，其特征在于，所述框体(121)朝向所述阴极基板(300)一侧的表面设有第二安装槽(1213)，所述第二安装槽(1213)内设有第三密封圈(125)。

6.如权利要求1所述的电解堆组件，其特征在于，所述边框(112)包括第一层边框(1121)和第二层边框(1122)，所述第一层边框(1121)设在所述隔膜(111)与所述第二层边框(1122)之间，所述第一层边框(1121)的硬度小于所述第二层边框(1122)硬度，所述密封圈(122)与所述第二层边框(1122)相贴合。

7.如权利要求6所述的电解堆组件，其特征在于，所述第一层边框(1121)为橡胶材质；

8.如权利要求6所述的电解堆组件，其特征在于，所述第二层边框(1122)为塑料材质或橡胶材质；

9.一种电解槽，其特征在于，包括若干个串联连接的如权利要求1-8任一项所述的电解堆组件。

10.如权利要求9所述的电解槽，其特征在于，所述电解槽还包括定位杆(500)，每个所述电解堆组件的所述边框(112)和所述框体(121)上均开设有相对应的定位孔(501)，所述定位杆(500)依次穿过所述定位孔(501)实现若干个所述电解堆组件的同轴连接；

技术总结本技术提供一种电解堆组件及包含其的电解槽，该电解堆组件包括隔膜组件和设置在隔膜组件两侧的极框组件；隔膜组件包括隔膜，以及设置在隔膜的周围的边框；极框组件包括极板和框体，框体沿厚度方向贯穿开设了中空空间，极板可拆卸地卡设于框体的中空空间内；框体朝向隔膜组件的一侧开设有第一安装槽，第一安装槽内卡设有第一密封圈，第一密封圈凸出于框体的表面，并与边框相贴设。通过设置第一密封圈与边框相贴设，能够实现框体与边框之间的密封，即实现隔膜组件与框体之间的密封，进而实现电解堆组件的密封，整个装配过程简单且不容易密封失效。技术研发人员：杨敏,田宏昌,王文军,杨建波受保护的技术使用者：上海电气集团股份有限公司技术研发日：20230828技术公布日：2024/4/17