專利名稱：一種鉛-鋼層狀復合電極的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種濕法冶金用陽極，尤其是ー種鉛-鋼層狀復合電極，屬于電化學器件領域。
背景技術：
目前，公知的陽極材料是電解(積)冶金和電化學エ業的重要裝備器件，有著電化學反應體系中的“心臟”之稱，其主要以鉛基ニ元合金(Pb-Ag合金)、鉛基多元合金
(Pb-Ag-Sr-Ca合金)等為主，鉛合金具有良好的電化學性能、較低的使用成本和便宜的回收再利用等優點。但是，鉛電極在實際應用中存在以下問題①鉛合金內阻大，導致電解過程中能耗大鉛電極的機械強度過低在電解鋅過程中，在電場カ的作用之下，由于鉛的強度低，會造成電極板彎曲變形，這不僅會破壞電化學反應的穩定性，而且還會導致極間短路，引起燒板鉛電極的局部溶解性由于電流密度分布不均影響，使電極表面局部電流過大，導致電解過程中鉛基體局部位置易產生PbO2的疏松體而逐步脫落，形成陽極泥，且造成部分脫落的鉛在陰極析出，污染析出產品的純度；④鉛合金陽極板質量大，操作不便。
實用新型內容為了克服現有的陽極材料內阻大、機械強度低等不足，本實用新型提供ー種新型鉛-鋼系層狀復合陽極，該陽極材料不僅機械強度高，而且內阻小、耐蝕性好。本實用新型通過下列技術方案實現ー種鉛-鋼層狀復合電極，包括導電銅梁、包覆層、第三過渡組元金屬層和內芯，其中，內芯外圍由內到外依次復合第三過渡組元金屬層、包覆層，且在復合電極的一端外側設置導電銅梁。所述包覆層為鉛或者鉛基合金。所述內芯為鋼材。本實用新型從基體結構的設計入手，采用層狀復合結構的電極基體設計方案，其技術思想是陽極基體的內芯利用導電性優且質輕、低成本的金屬鋼作為集流載體和電子傳輸的快速通道，起到降低基體內阻、均化電流密度分布、增加強度的目的，而外層采用固-固復合方法，內層引入第三過渡組元解決鉛、鋼界面結合問題，制備出鉛鋼層狀復合陽極材料，該電極的基體外層仍然保持了鉛合金原有的電化學性質和原有的電積エ藝的技術要求。本實用新型具備的有益效果和優點該鉛-鋼層狀復合電極具有機械強度高、槽電壓低、耐蝕性能好、質量輕等特點。由于采用多層金屬復合“三明治”式的結構設計方案，提高了電極的導電性能，層狀復合結構的鉛-鋼陽極從總體等效電路來看，它是Pb Il PbFe Il Fe的并聯結構，其總內阻小于或等于鋼的內阻，這改善了電子流動的快速傳輸效應，使得電流通過高電阻鉛的路徑也最短，從而達到減小電極上的電壓降落，使得電極反應速度加快，催化活性提高，再則內阻減小則電極電位降低，無功損耗則減少；均化了陽極及陰極表面的電流分布在鉛-鋼陽極參加電化學反應時，電流首先是由內芯鋼板導入，由于鋼的內阻與鉛相比較小，則在鋼板表面形成等位電勢面，這些等勢線將電能均勻地穿過鉛合金層導入電解液，直至均勻地分布在陰極表面上，這對提高電解過程中的電流效率、提高陰極產品的質量和減緩陽極的局部腐蝕有著直接的至關重要的作用；增加了鉛電極的機械強度采用鋼板為基體內芯無疑増加了鉛電極的強度，這對提高陽極板的抗蠕變性能起著重要的支撐骨架的作用；減輕了鉛陽極板的重量鋼的密度約是鉛的O. 7倍，采用鉛鋼復合的電極比傳統鉛電極的重量減少，這對提高操作過程的靈活性都是有益的。
圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖I中A-A縱剖面的示意圖；圖3是圖I中B-B橫剖面的示意圖；圖中，I為導電銅梁,2為包覆層，3為第三過渡組元金屬層,4為內芯。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進ー步說明。實施例I如圖I 3，鉛-鋼層狀復合電極包括導電銅梁I、鉛包覆層2、第三過渡組元金屬層3和內芯4，其中，鋼材內芯I外圍由內到外依次復合第三過渡組元金屬層3、包覆層2，且在復合電極的一端外側設置導電銅梁I。實施例2如圖I 3，鉛-鋼層狀復合電極包括導電銅梁I、鉛基合金包覆層2、第三過渡組元金屬層3和內芯4，其中，鋼材內芯I外圍由內到外依次復合第三過渡組元金屬層3、包覆層2，且在復合電極的一端外側設置導電銅梁I。
權利要求1.一種鉛-鋼層狀復合電極，其特征在于包括導電銅梁、包覆層、第三過渡組元金屬層和內芯，所述內芯外圍由內到外依次復合第三過渡組元金屬層、包覆層，且在復合電極的一端外側設置導電銅梁。
2.根據權利要求I所述的鉛-鋼層狀復合電極，其特征在于所述包覆層為鉛或者鉛基合金。
3.根據權利要求I所述的鉛-鋼層狀復合電極，其特征在于所述內芯為鋼材。
專利摘要本實用新型提供一種鉛-鋼層狀復合電極，包括導電銅梁、包覆層、第三過渡組元金屬層和內芯，其中，內芯外圍由內到外依次復合第三過渡組元金屬層、包覆層，且在復合電極的一端外側設置導電銅梁。該電極的陽極基體的內芯利用導電性優且質輕、低成本的金屬鋼作為集流載體和電子導通快速通道，起到降低基體內阻、均化電流密度分布、增加強度的目的，而外層采用固-固復合方法，內層引入第三過渡組元解決鉛、鋼界面結合問題，制備出鉛鋼層狀復合陽極材料，該電極的基體外層仍然保持了鉛合金原有的電化學性質和原有的電積工藝的技術要求，具有機械強度高、槽電壓低、耐蝕性能好、質量輕等特點。
文檔編號C25C7/02GK202576606SQ20122018702
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者竺培顯, 梁方, 周生剛, 馬會宇 申請人:昆明理工大學