电解槽用垫片及电解水制氢电解槽的制作方法

本技术涉及一种垫片，具体地涉及一种电解槽用垫片。进一步地，本技术涉及一种包括所述电解槽用垫片的电解水制氢电解槽。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展和普及，越来越多的行业开始发展和应用新能源技术，氢能作为清洁能源的主力之一，已经得到了广泛的应用。而水电解制氢作为目前最具潜力的绿氢制备手段，同时具备大规模低成本生产氢气的潜力和以光伏、风力发电等清洁能源生产绿氢的能力，因此迎来了产业发展的窗口期。而密封垫片作为水电解制氢设备中电解槽重要的零部件之一，直接与电解槽组装过程息息相关。

2、现有水电解制氢垫片的结构设计中，都为传统的环形垫片，其中间是开口的，存在的问题在于环形垫片容易造成电解槽在组装过程中，阴极和阳极材料位置无法对称，容易发生错位，引起电解槽发生倾斜和电解液漏液等现象，特别是工业级电解槽(产氢量≥1000m3/h)，一旦发生电解液漏液等问题，最终会出现重大安全生产事故。现有水电解制氢垫片在应用于产氢量较大的工业级电解槽时，由于工业级电解槽重量太重并且水电解制氢垫片中间是开口的没有支撑点，导致经常出现工业级电解槽组装后中部下陷等现象。此外，现有技术的水电解制氢垫片没有做耐高温防护处理，导致其在承受高温以及装配压力的情况下容易发生蠕变，从而缩减垫片的寿命。

3、如图1所示，相关技术公开了一种隔膜导流电解槽垫片，包括垫片本体101，其呈环状结构，在其中心形成用于设置隔膜102的中空区域；导流孔103，其设置在所述垫片本体101上，所述导流孔103至少包括氢气-碱液通道和氧气-碱液通道，所述氢气-碱液通道和氧气-碱液通道分别用于输送所述隔膜102两侧产生的氢气和氧气，所述氢气-碱液通道和氧气-碱液通道自所述垫片本体101的内部延伸至所述垫片本体101的内侧，且所述氢气-碱液通道和氧气-碱液通道贯穿所述垫片本体1的内侧表面，在隔膜导流电解槽垫片的两侧分别设置氢侧密封垫片104和氧侧密封垫片105，氢侧密封垫片104、隔膜导流电解槽垫片和氧侧密封垫片105通过预组装件组装为一组预组装垫片后，再通过螺栓将多组预组装垫片连接为一体，虽然能够使得阳极材料和阴极材料位置对称，不易发生错位，但是其需要三片垫片组装为一组预组垫片，增加了生产难度以及成本，并且安装拆卸较为复杂。

4、有鉴于此，需要设计一种能够克服上述技术难题、有效解决或缓解上述技术缺陷的电解槽用垫片。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电解槽用垫片，该电解槽用垫片能够使得电极材料不易发生错位，从而避免电解槽发生倾斜和电解液漏液，使得制氢过程更加安全。

2、进一步地，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电解水制氢电解槽，该电解水制氢电解槽的电解槽用垫片能够使得电极材料不易发生错位，从而避免电解槽发生倾斜和电解液漏液，使得制氢过程更加安全。

3、为了实现上述目的，本实用新型提供一种电解槽用垫片，包括：垫片本体，包括中心区域和外围区域，所述中心区域的相对两侧凹陷形成有凹槽结构，以形成用于填充电极材料的第一凹槽区域和第二凹槽区域，所述凹槽结构上形成有若干个电解液流通孔；导流孔，所述导流孔设置在所述外围区域上。

4、优选地，所述若干个电解液流通孔呈矩阵式等间距分布。

5、优选地，所述第一凹槽区域和所述第二凹槽区域对称布置，所述第一凹槽区域和所述第二凹槽区域的深度相等。

6、具体选择地，所述垫片本体和所述凹槽结构均为圆形结构，从而所述外围区域为圆环区域，所述圆环区域包括第一圆环面和第二圆环面，第一凹槽区域和第二凹槽区域形成各自对应的第一凹槽平台和第二凹槽平台。

7、优选地，还包括圆形隔膜，所述圆形隔膜通过胶粘剂粘结在所述第一凹槽平台或所述第二凹槽平台上。

8、优选地，所述圆环区域形成有螺杆孔，所述螺杆孔能够与螺杆和螺母配合以用于将所述垫片本体与双极板和/或端压板紧固在一起。

9、具体选择地，所述螺杆孔为半圆螺杆孔，所述圆环区域的外环边缘形成有多个半圆螺杆孔，所述多个半圆螺杆孔呈圆周阵列分布，且所述多个半圆螺杆孔的直径相等。

10、优选地，所述圆环区域形成有用于与所述双极板或所述端压板上的齿口配合的密封线槽。

11、进一步优选地，所述密封线槽包括外圈密封线槽和内圈密封线槽，所述第一圆环面和所述第二圆环面的外环均形成有所述外圈密封线槽，所述第一圆环面和所述第二圆环面的内环均形成有所述内圈密封线槽，所述导流孔包括电解液进液孔、氢气和电解液流通孔以及氧气和电解液流通孔，所述导流孔设置在所述内圈密封线槽和所述外圈密封线槽之间。

12、优选地，还包括耐高温涂层区域，所述耐高温涂层区域喷涂有耐高温材料层。

13、具体选择地，所述耐高温涂层区域设置在所述内圈密封线槽和所述外圈密封线槽之间。

14、在上述电解槽用垫片技术方案的基础上，本实用新型还提供一种电解水制氢电解槽，所述电解水制氢电解槽包括上述任一技术方案的电解槽用垫片。

15、通过上述技术方案，本实用新型的电解槽用垫片，其独创性的在中心区域的相对两侧设置用于填充电极材料的第一凹槽区域和第二凹槽区域，从而避免电解槽用垫片安装后，在装配压力的情况下导致的电极材料发生错位的情况，进而避免了出现电解槽倾斜和电解槽漏液等问题。

16、本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种电解槽用垫片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电解槽用垫片，其特征在于，所述若干个电解液流通孔(13)呈矩阵式等间距分布。

3.根据权利要求1所述的电解槽用垫片，其特征在于，所述第一凹槽区域(3)和所述第二凹槽区域(4)对称布置，所述第一凹槽区域(3)和所述第二凹槽区域(4)的深度相等。

4.根据权利要求1所述的电解槽用垫片，其特征在于，所述垫片本体(1)和所述凹槽结构(2)均为圆形结构，从而所述外围区域为圆环区域(10)，所述圆环区域(10)包括第一圆环面(11)和第二圆环面(12)，所述第一凹槽区域(3)和所述第二凹槽区域(4)形成各自对应的第一凹槽平台(5)和第二凹槽平台(6)。

5.根据权利要求4所述的电解槽用垫片，其特征在于，还包括圆形隔膜，所述圆形隔膜通过胶粘剂粘结在所述第一凹槽平台(5)或所述第二凹槽平台(6)上。

6.根据权利要求4所述的电解槽用垫片，其特征在于，所述圆环区域(10)形成有螺杆孔，所述螺杆孔能够与螺杆和螺母配合以用于将所述垫片本体(1)与双极板和/或端压板紧固在一起。

7.根据权利要求6所述的电解槽用垫片，其特征在于，所述螺杆孔为半圆螺杆孔(14)，所述圆环区域(10)的外环边缘形成有多个所述半圆螺杆孔(14)，所述多个半圆螺杆孔(14)呈圆周阵列分布，且所述多个半圆螺杆孔(14)的直径相等。

8.根据权利要求4所述的电解槽用垫片，其特征在于，所述圆环区域(10)形成有用于与双极板或端压板上的齿口配合的密封线槽。

9.根据权利要求8所述的电解槽用垫片，其特征在于，所述密封线槽包括外圈密封线槽(15)和内圈密封线槽(16)，所述第一圆环面(11)和所述第二圆环面(12)的外环均形成有所述外圈密封线槽(15)，所述第一圆环面(11)和所述第二圆环面(12)的内环均形成有所述内圈密封线槽(16)，所述导流孔包括电解液进液孔(7)、氢气和电解液流通孔(8)以及氧气和电解液流通孔(9)，所述导流孔设置在所述内圈密封线槽(16)和所述外圈密封线槽(15)之间。

10.根据权利要求9所述的电解槽用垫片，其特征在于，还包括耐高温涂层区域(17)，所述耐高温涂层区域(17)喷涂有耐高温材料层。

11.根据权利要求10所述的电解槽用垫片，其特征在于，所述耐高温涂层区域(17)设置在所述内圈密封线槽(16)和所述外圈密封线槽(15)之间。

12.一种电解水制氢电解槽，其特征在于，所述电解水制氢电解槽具有根据权利要求1至11任一项所述的电解槽用垫片。

技术总结本技术涉及一种电解槽用垫片，包括垫片本体(1)，该垫片本体(1)包括中心区域和外围区域，所述中心区域的相对两侧凹陷形成有凹槽结构(2)，以形成用于填充电极材料的第一凹槽区域(3)和第二凹槽区域(4)，所述凹槽结构(2)上形成有若干个电解液流通孔(13)；导流孔，所述导流孔设置在所述外围区域上。此外，本技术还提供一种包括电解槽用垫片的电解槽。本技术的电解槽用垫片能够使得电极材料不易发生错位，从而避免电解槽发生倾斜和电解液漏液，使得制氢过程更加安全。技术研发人员：易明明,龙展图,李鹏飞,胡立勤受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司技术研发日：20230922技术公布日：2024/6/20