本實用新型公開了一種金屬鋰電解陰極裝置，包括陰極組、陰極底座和陰極臂膀，陰極底座和陰極組設于電解槽中，陰極底座的底部與電解槽的底部絕緣連接，陰極底座上設有至少一組陰極組，陰極組由兩個陰極圈組成，每組兩個陰極圈之間電連接，所有陰極圈以單排形式等間隔排列設置于陰極底座上，每組陰極組連接有一個陰極臂膀，陰極臂膀從外至內絕緣穿設于電解槽內，陰極臂膀的中部絕緣固定于電解槽的槽壁中，陰極臂膀的一端電連接于每組兩個陰極圈之間的連接處，陰極臂膀的另一端與陰極母排電連接。本實用新型的一種金屬鋰電解陰極裝置，陰極產物金屬鋰和陽極產物氯氣能及時排出，產能高，每個陰極圈和陽極上的反應程度基本一致，電耗小，性能穩定。

技術領域

本實用新型涉及一種金屬鋰電解裝置，特別是涉及一種金屬鋰電解陰極裝置。

背景技術

由于熔融電解質LiCl-KCl的熔點低的特性，混合組成的電解質不易揮發。迄今為止，通過熔鹽電解法在電解槽陰極析出金屬鋰是目前工業上唯一采用的金屬鋰冶煉方法，工業上一般多采用雙排式多陽極電解裝置，電機裝置主要包括電解槽、陽極和陰極，陰極設置在電解槽的槽體的中央，陽極安放在陰極圈內，且陰極圈安裝在電解槽底部的絕緣底座上，整個陰極通過兩個陰極膀臂連接通電。當直流電通過電解槽時，在陽極與溶液界面處發生氧化反應，陽極析出氯氣而漂浮于電解質表面；在陰極與溶液界面處發生還原反應，陰極析出金屬鋰。此種傳統的電解槽存在以下缺陷與不足：

電解槽中的陰極圈成雙排式布局，造成電解質的內循環作用相互抵消，使得陰極產生金屬鋰上浮至兩排陽極之間且不能及時的排出，長時間的積聚會導致燒鋰以及金屬鋰與氯氣的二次反應。另外，所有陰極圈共用兩個陰極圈膀臂，易造成各個陰極權圈之間非等電勢電位，使電流不能在各陰極圈上平均分配，造成個別陽極消耗過快，電解槽內阻增加，槽溫升高，電流效率降低。

陰極圈的圈壁四周密閉，在電解過程中，陽極產生的氯氣和陰極產生的金屬鋰在陰極圈內并行的時間長，加劇了金屬鋰和氯氣的二次反應，從而降低了產能和電流效率。

電解槽的槽壁與陰極膀臂連接處的絕緣材料易受高溫影響而引起連接處的開裂，從而導致電解槽內電解質的泄露，降低電解槽的使用壽命。且陰極膀臂離電解槽內部距離近，導致陰極膀臂溫度過高，高溫使得材料電阻變大，增加電耗。另外，電解槽的槽溫不可調控，在夏季容易形成熱槽現象，降低產量，增加生產成本。

發明內容

本實用新型是為了解決現有技術中的不足而完成的，本實用新型的目的是提供一種金屬鋰電解陰極裝置，陰極產物金屬鋰和陽極產物氯氣能及時排出，產能高，每個陰極圈和陽極上的氧化還原反應程度基本保持一致，電耗小，性能穩定。

本實用新型的一種金屬鋰電解陰極裝置，包括陰極組、陰極底座和陰極臂膀，所述陰極底座和所述陰極組設于電解槽中，所述陰極底座的底部與所述電解槽的底部絕緣連接，所述陰極底座上設有至少一組陰極組，所述陰極組由兩個陰極圈組成，每組兩個所述陰極圈之間電連接，所述陰極圈以單排形式等間隔排列設置于所述陰極底座上，每組所述陰極組連接有一個所述陰極臂膀，所述陰極臂膀絕緣穿設于所述電解槽的槽壁中，所述陰極臂膀的一端電連接于每組兩個所述陰極圈之間的連接處，所述陰極臂膀的另一端與陰極母排電連接。

本實用新型的一種金屬鋰電解陰極裝置還可以是：

每個所述陰極圈的圈壁上開設有用于連通所述陰極圈內外的通孔，所述通孔在所述陰極圈的圈壁上均勻分布排列設置。

所述通孔為從內向外向上傾斜的斜孔。

所述底座上設有3組所述陰極組。

每組陰極組內的兩個所述陰極圈之間通過低碳鋼板電連接，所述陰極臂膀的位于所述電解槽內的一端與所述低碳鋼板電連接。

所述陰極母排包括左右對稱設置的第一導電板和第二導電板，所述陰極臂膀的位于所述電解槽外的一端接觸式夾設于所述第一導電板和所述第二導電板之間。