极板及电解槽的制作方法

本申请属于质子交换膜电解槽极板，具体涉及一种极板及电解槽。

背景技术：

1、氢能以其清洁无污染、高效、可储存和运输等优点，被视作最理想的能源载体。电解水制氢是目前获得纯氢最简单的方法，如果将其与可再生资源发电技术相结合，电解水可以作为大规模制氢技术，对环境的污染小、温室气体排放少、经济性较好，具有良好的应用前景。质子交换膜(proton exchange membrane，pem)水电解技术受到越来越多的关注。pem水电解装置由于其高能效、高产气纯度以及小型、轻量而具有广阔的应用前景，pem水电解装置的关键技术是电解槽，它的性能参数直接影响水电解制氢的效果。电解槽主要由极板和膜电极，极板为pem电解槽提供电、热、气、流传输媒介，并保障pem电解槽运行寿命，是pem电解槽核心部件。

2、pem电解槽通过在膜电极组件的阴阳极侧发生氧化还原反应生成氢气，极板主要为氧化还原反应的原料(水)及产物(氧气和氢气)提供独立的流通场所及有效的分隔支撑，为了实现极板对于氢气和氧气的有效分隔，需要在极板的阳极侧和阴极侧设置密封部件，以实现电解槽内部产生的高压气体的有效密封，由于极板需要在高压条件下使用，现有的极板的密封部件在高压条件下容易出现脱出、断裂等问题，严重影响pem电解槽的安全运行，无法满足需求。

技术实现思路

1、为了克服现有的极板存在的不足，本申请提供了一种极板及水电解装置，能够避免密封部件在使用过程中出现的偏移、脱出和断裂，提升极板的密封性能和使用安全性。

2、第一方面，本申请实施例提供一种极板，包括基板、第一密封槽和第二密封槽，

3、基板、第一密封槽和第二密封槽，所述基板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一密封槽设置在所述基板的第一表面，所述第二密封槽设置在所述基板的第二表面，所述第一密封槽与所述基板焊接连接，所述第一密封槽具有垂直于所述基板第一表面的侧壁，所述第二密封槽与所述基板焊接连接，所述第二密封槽具有垂直于所述基板第二表面的侧壁，所述第一密封槽内设置第一密封件，所述第二密封槽内设置有第二密封件，所述第一密封件和所述第二密封件具有弹性。

4、第二方面，本申请实施例提供一种电解槽，所述电解槽包括膜电极以及设置在膜电极一侧的极板，所述极板包括第一方面所述的极板。

5、与现有技术相比，本申请具备如下有益效果：

6、本申请通过焊接的方式将第一密封槽和第二密封槽和基板连接，连接性能好，刚度大，整体性好，其能够避免高压应力作用下发生变形、偏移、变形的问题。而且，第一密封槽具有垂直于基板第一表面的侧壁，第二密封槽具有垂直于基板第二表面的侧壁，使得第一密封槽和第二密封槽不存在现有技术中通过冲压形成的具有圆弧过渡的结构，其具有良好的耐滑移性，能够避免密封件在高压作用下在密封槽内偏移、脱出和断裂的问题导致的密封件效果缺失的问题，同时避免了现有技术整体刻蚀极板的高昂成本及极低效率的问题。本申请的极板，具有高强度、高装配效率和高密封性的优点，能够提升极板在高压作用下的使用安全性。

技术特征：

1.一种极板，其特征在于，所述极板包括：

2.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，所述第一密封槽的材质为钛和钛合金中的任意一种；和/或

3.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，所述第一密封槽的材质为金属材料，所述金属材料为铜、铁、镍和不锈钢中的任意一种，所述第一密封槽的表面具有耐腐蚀涂层；和/或

4.根据权利要求1或2所述的极板，其特征在于，所述第一密封槽采用激光切割和机械切割中的任意一种方式形成；和/或

5.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，所述基板包括相对设置的第一端和第二端，所述基板的第一端开设有相邻的第一腔口和第二腔口，所述基板的第二端开设有相邻的第三腔口和第四腔口，以所述基板的中心点为对称点，所述第一腔口和所述第三腔口以所述对称点中心对称，所述第二腔口和所述第四腔口以所述对称点中心对称；

6.根据权利要求5所述的极板，其特征在于，所述基板的第一端开设有第一定位孔，所述第一定位孔设置在所述第一腔口的一侧，所述基板的第二端开设有第二定位孔，所述第二定位孔设置在所述第三腔口的一侧，所述第一定位孔和所述第二定位孔分别与所述第四子密封框对应，所述第一定位孔和所述第二定位孔与所述第八子密封框对应。

7.根据权利要求5所述的极板，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的极板，其特征在于，所述第一子密封框、第二子密封框、第三子密封框和第四子密封框中的至少一种的宽度为1mm～6mm；和/或

9.根据权利要求1所述的极板，其特征在于，沿垂直于所述基板的方向压缩所述第一密封件，所述第一密封槽的高度记为h1，所述第一密封件的压缩率为20～70％，压缩后的所述第一密封件的高度h1满足：0.8h1≤h1≤h1；和/或

10.一种电解槽，其特征在于，所述电解槽包括膜电极以及设置在所述膜电极一侧的极板，所述极板包括权利要求1～9任一项所述的极板。

技术总结本申请涉及一种极板及电解槽，所述极板包括基板、第一密封槽和第二密封槽，所述第一密封槽和所述第二密封槽设置在所述基板的两侧，所述第一密封槽与所述基板焊接连接，所述第一密封槽具有垂直于所述基板所在平面的侧壁，所述第二密封槽与所述基板焊接连接，所述第二密封槽具有垂直于所述基板所在平面的侧壁，所述第一密封槽内设置第一密封件，所述第二密封槽内设置有第二密封件，所述第一密封件和所述第二密封件具有弹性。本申请的极板，具有高强度、高装配效率、和高密封性的优点，能够提升极板在高压作用下的使用安全性。技术研发人员：张茜茜,姜天豪,胡鹏,毕飞飞,蓝树槐受保护的技术使用者：苏州治臻新能源装备有限公司技术研发日：20231106技术公布日：2024/5/27