本發(fā)明屬于電解水制氫，涉及一種電解水制氫所用電極，尤其涉及一種制備電極的裝置系統(tǒng)。

背景技術：

1、電解水制氫包括析氫和析氧兩個反應過程，其中析氧反應在析氧電極上進行，現(xiàn)有的堿水制氫的析氧電極一般采用鎳網(wǎng)或泡沫鎳。鎳網(wǎng)的性能穩(wěn)定且廉價易得，但其電催化性能一般。

2、為了提高鎳網(wǎng)的電催化性能，降低析氧反應的過電位，目前的方法多為使用催化劑涂層對鎳網(wǎng)的表面進行改性。催化劑涂層的設置方法包括等離子熱噴涂、真空濺射、電鍍、涂覆燒結或水熱，上述方法涉及到復雜的工藝流程、苛刻的反應條件和昂貴的精密設備，不僅增加了電極的生產(chǎn)成本，也存在生產(chǎn)過程中污染電極的風險。

3、溶液浸漬法能夠得到催化性能穩(wěn)定的負載型析氧電極，且具有反應條件溫和、工藝流程簡單、原料常見以及對人體無毒害作用等優(yōu)點。目前進行溶液浸漬法制備催化劑涂層的過程中多以人工手動操作為主，需要人工將鎳網(wǎng)等基底材料分批次固定到浸漬容器內以進行浸漬處理，不僅工作效率較低，而且得到的電極尺寸也相對較小，難以滿足大規(guī)模批量化工業(yè)生產(chǎn)的要求。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種制備電極的裝置系統(tǒng)，所述裝置系統(tǒng)能夠實現(xiàn)電極的工業(yè)化制備，能夠減少操作人員與化學藥劑的接觸，最大限度的降低了化學藥劑對操作人員的傷害；而且，所述裝置系統(tǒng)的結構簡單、便于維護，是一種穩(wěn)定可靠的電極生產(chǎn)線。

2、為達到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、本發(fā)明提供了一種制備電極的裝置系統(tǒng)，所述裝置系統(tǒng)包括清洗浸漬單元、溶液配制單元、夾持運動單元以及控制單元；

4、所述清洗浸漬單元包括順次排布的清洗裝置、浸漬裝置、水洗裝置與烘干裝置；

5、所述溶液配制單元包括清洗液輸配裝置與浸漬液輸配裝置；所述清洗液輸配裝置的進液口、浸漬液輸配裝置以及水洗裝置的進液口分別獨立地與進水管連接；

6、所述清洗液輸配裝置的出料口與清洗裝置連接；浸漬液輸配裝置的出料口與浸漬裝置連接；

7、所述夾持運動單元包括極片夾持裝置、抓取釋放裝置、提升裝置與行走裝置；所述極片夾持裝置用于夾持固定極片；所述抓取釋放裝置用于抓取釋放極片夾持裝置；所述提升裝置實現(xiàn)抓取釋放裝置的升降；所述行走裝置實現(xiàn)抓取釋放裝置沿清洗浸漬單元布置方向的移動；

8、所述控制單元包括人機交互元件與控制器，所述人機交互元件與控制器電連接；所述人機交互元件用于輸入控制信號；所述控制器與清洗浸漬單元、溶液配制單元以及夾持運動單元電連接。

9、應用本發(fā)明提供的裝置系統(tǒng)時，溶液配制單元中的清洗液輸配裝置與浸漬液輸配裝置根據(jù)工藝要求的清洗液濃度以及浸漬液濃度配制對應的清洗液以及浸漬液，并將配置后的清洗液以及浸漬液分別輸送至清洗裝置以及浸漬裝置。

10、而后，極片夾持裝置在提升裝置、行走裝置以及抓取釋放裝置的帶動下，依次在清洗裝置與浸漬裝置中進行對應的工藝處理；并在清洗裝置以及浸漬裝置中處理完成后，分別獨立地在水洗裝置與烘干裝置中進行水洗處理與烘干處理。

11、其中，所述清洗裝置用于對極片的表面進行清洗；所述浸漬裝置用于對清洗干凈的極片進行浸漬處理，以在極片的表面沉積催化劑涂層；所述水洗裝置用于對清洗以及浸漬處理后的極片進行表面清洗；所述烘干裝置用于對水洗后的極片進行干燥，以去除極片表面物理吸附的水分，使催化劑活性組分均勻地分布于極片表面。

12、所述人機交互元件包括但不限于觸摸屏或上位機，本發(fā)明所述控制單元中人機交互元件的設置，能夠方便操作人員對現(xiàn)場各項工藝參數(shù)的設定與監(jiān)控，也能夠方便操作人員對工藝運行的輸入輸出情況進行監(jiān)控?？刂破鲃t通過對常規(guī)編碼器、驅動器的調控實現(xiàn)行走裝置的行走軌跡、提升裝置的提升行程、溶液配制單元各溶液的配制與輸送、烘干裝置的溫度控制、水洗裝置的沖洗的控制。

13、本發(fā)明不對人機交互元件以及控制器的型號進行具體限行，只要能夠實現(xiàn)上述功能即可。

14、本發(fā)明提供的裝置系統(tǒng)能夠實現(xiàn)電極的工業(yè)化制備，能夠減少操作人員與化學藥劑的接觸，最大限度的降低了化學藥劑對操作人員的傷害；而且，所述裝置系統(tǒng)的結構簡單、便于維護，是一種穩(wěn)定可靠的電極生產(chǎn)線。

15、優(yōu)選地，所述清洗裝置包括堿洗裝置和/或酸洗裝置；

16、所述清洗液輸配裝置包括堿液輸配裝置和/或酸液輸配裝置。

17、所述堿洗裝置用于清洗極片的表面油污；所述酸洗裝置用于清洗極片的表面氧化層。

18、本發(fā)明所述清洗裝置根據(jù)工藝需要包括單獨設置的堿洗裝置或酸洗裝置，又或者包括串聯(lián)設置的堿洗裝置與酸洗裝置，本發(fā)明不對酸洗裝置與堿洗裝置的設置前后順序進行具體限定。

19、本發(fā)明所述清洗液輸配裝置根據(jù)清洗裝置的設置，包括單獨設置的堿液輸配裝置或酸液輸配裝置，又或者包括串聯(lián)設置的堿液輸配裝置與酸液輸配裝置，本發(fā)明不對酸液輸配裝置與堿液輸配裝置的設置前后順序進行具體限定。

20、本發(fā)明所述清洗浸漬單元的順次排布方向為按照生產(chǎn)流水線的方向進行布局，且主體結構為長方體結構。

21、優(yōu)選地，所述堿洗裝置包括堿液槽以及設置于堿液槽的第一超聲發(fā)生裝置。

22、本發(fā)明所述堿液槽中第一超聲發(fā)生裝置的設置實現(xiàn)超聲波強化清洗的效果。

23、優(yōu)選地，所述酸洗裝置包括酸液槽以及設置于酸液槽的第二超聲發(fā)生裝置。

24、本發(fā)明所述堿液槽中第二超聲發(fā)生裝置的設置實現(xiàn)超聲波強化清洗的效果。

25、優(yōu)選地，所述浸漬裝置包括浸漬槽以及設置于浸漬槽的攪拌裝置。

26、本發(fā)明所述浸漬槽中攪拌裝置的設置提高了對極片的浸漬效果；所述攪拌裝置包括但不限于機械攪拌器、空氣攪拌器或射流攪拌器中的任意一種或至少兩種的組合。

27、優(yōu)選地，所述第一超聲發(fā)生裝置為超聲波振板。

28、優(yōu)選地，所述第二超聲發(fā)生裝置為超聲波振板。

29、優(yōu)選地，所述浸漬裝置中還設置加熱裝置與傳感器；所述加熱裝置與控制器電連接。

30、優(yōu)選地，所述傳感器包括溫度傳感器與液位傳感器；所述溫度傳感器與液位傳感器分別獨立地與控制器電連接。

31、所述加熱裝置的設置能夠實現(xiàn)對浸漬液的加熱與保溫；所述溫度傳感器的設置能夠實現(xiàn)對浸漬液溫度的檢測，檢測信號輸出至控制器，并通過控制器的輸出信號控制加熱裝置進行加熱；所述液位傳感器用于浸漬槽內液位的檢測，檢測信號輸出至控制器，并通過控制器的輸出信號控制浸漬液輸配裝置的浸漬液輸送。

32、優(yōu)選地，所述水洗裝置包括水洗槽以及設置于水洗槽側壁的噴嘴。

33、所述噴嘴的設置用于強化清洗效果。

34、優(yōu)選地，所述烘干裝置包括烘干槽以及與烘干槽連接的供風裝置。

35、本發(fā)明所述供風裝置與控制器電連接，在控制器的作用下為烘干槽提供符合工藝要求溫度的烘干氣體。

36、示例性的，所述供風裝置包括風機與空氣加熱器；所述空氣加熱器包括但不限于電加熱器和/或蒸汽加熱器。

37、優(yōu)選地，所述堿液槽、酸液槽、浸漬槽、水洗槽與烘干槽分別獨立地設置固定支架；所述固定支架用于固定極片夾持裝置。

38、優(yōu)選地，所述堿液輸配裝置包括堿液配藥槽、堿液藥劑罐、堿液計量給料裝置以及堿液藥液輸送裝置；所述堿液計量給料裝置在控制器的輸出指令下，控制堿液藥劑罐中設定量的堿液藥劑進入堿液配藥槽；堿液配藥槽的出口與堿洗裝置的連接管路設置堿液藥液輸送裝置。

39、優(yōu)選地，所述酸液輸配裝置包括酸液配藥槽、酸液藥劑罐、酸液計量給料裝置以及酸液藥液輸送裝置；所述酸液計量給料裝置在控制器的輸出指令下，控制酸液藥劑罐中設定量的酸液藥劑進入酸液配藥槽；酸液配藥槽的出口與堿洗裝置的連接管路設置酸液藥液輸送裝置。

40、優(yōu)選地，所述浸漬液輸配裝置包括浸漬液配藥槽、浸漬液藥劑罐、浸漬液計量給料裝置以及浸漬液藥液輸送裝置；所述浸漬液計量給料裝置在控制器的輸出指令下，控制浸漬液藥劑罐中設定量的浸漬液藥劑進入浸漬液配藥槽；浸漬液配藥槽的出口與浸漬裝置的連接管路設置浸漬液藥液輸送裝置；。

41、優(yōu)選地，所述堿液配藥槽、酸液配藥槽與浸漬液配藥槽中分別獨立地設置配料攪拌裝置。

42、本發(fā)明所述夾持運動單元在控制單元的控制下，在堿洗、酸洗、浸漬、水洗以及烘干過程中的，代替操作人員的手工操作。

43、優(yōu)選地，所述極片夾持裝置包括吊桿與夾持框架；所述夾持框架用于夾持極片，所述夾持框架的頂部與吊桿連接；所述吊桿設置有配合抓取釋放裝置的吊桿鉤。

44、本領域極片的厚度一般在5mm以下且材質偏軟，無法實現(xiàn)直接抓取，夾持框架的設置則能夠實現(xiàn)極片的夾持，并實現(xiàn)極片豎直插入。

45、優(yōu)選地，所述抓取釋放裝置包括提升桿以及設置于提升桿的抓手；所述抓手通過吊桿鉤實現(xiàn)極片夾持裝置的抓取與釋放。

46、優(yōu)選地，所述提升裝置包括導向柱、提升驅動裝置、滑塊以及傳動鏈；所述滑塊一端與傳動鏈連接，另一端與提升桿連接；所述傳動鏈依附在導向柱表面并與提升驅動裝置連接，提升驅動裝置帶動傳動鏈，實現(xiàn)滑塊沿導向柱軸向方向的移動。

47、本發(fā)明所述傳動鏈的材質包括但不限于吊帶和/或鋼絲繩。

48、優(yōu)選地，所述行走裝置包括導軌、行走驅動裝置、傳動軸與滾輪，所述導軌沿清洗裝置、浸漬裝置、水洗裝置與烘干裝置的順次排布方向布置；所述行走驅動裝置通過傳動軸與滾輪連接，帶動滾輪在導軌方向移動。

49、本發(fā)明所述行走驅動裝置包括但不限于行走電機。

50、優(yōu)選地，所述控制單元還包括與控制器電連接的聲光報警系統(tǒng)。

51、本發(fā)明所述聲光報警系統(tǒng)的設置，能夠實現(xiàn)裝置系統(tǒng)內出現(xiàn)異常時進行聲光報警，方便在復雜生產(chǎn)環(huán)境中的識別操作以及故障快速處理。

52、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

53、本發(fā)明所述控制單元中人機交互元件的設置，能夠方便操作人員對現(xiàn)場各項工藝參數(shù)的設定與監(jiān)控，也能夠方便操作人員對工藝運行的輸入輸出情況進行監(jiān)控；而且，本發(fā)明提供的裝置系統(tǒng)能夠實現(xiàn)電極的工業(yè)化制備，能夠減少操作人員與化學藥劑的接觸，最大限度的降低了化學藥劑對操作人員的傷害；所述裝置系統(tǒng)的結構簡單、便于維護，是一種穩(wěn)定可靠的電極生產(chǎn)線。