本技术涉及钛基金属涂层阳极，具体涉及一种电解法生产氢氧化锂的钛阳极复合结构。

背景技术：

1、氢氧化锂作为一种重要的化工原料被广泛应用于玻璃/陶瓷、空气制冷系统、锂型润滑材料、锂电池、核能发电以及锂离子或锂聚合物基储能电池等工业领域。氢氧化锂一般都需要很高的纯度，生产高纯度的氢氧化锂亦会推动这些行业的发展，特别是在国家大力提倡节能减排的背景下，开发绿色环保技术生产能源原材料产品，有利于实现真正的可持续发展。

2、常用的氢氧化锂的制备方法为沉淀法和电解法，其中电解法是一种新型的制备氢氧化锂的方法，通过使用电解工艺，可从氯化锂原料中得到高纯度的氢氧化锂产品。

3、目前电解法生产氢氧化锂的钛阳极是采用传统氯碱行业的氯碱钛阳极。传统氯碱行业利用钛阳极的析氯反应制备烧碱，原理为膜法电解近饱和氯化钠制备氯气、烧碱及氢气，所应用的钛阳极已成熟量产，可使其工艺推广至电解氯化锂生产高纯度氢氧化锂项目上。但是电解法生产氢氧化锂的原料氯化锂较氯化钠有所不同，使用传统氯碱钛阳极电解法生产氢氧化锂存在电解效率低、能耗高、副反应多的缺点。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种电解法生产氢氧化锂的钛阳极复合结构，汲取氯化钠体系经验，结合氯化锂的特性，开发具更低析氯电位的微观多孔状钛阳极，达到提高电解效率、减少副反应、节能降耗之目的。具体的技术方案如下：

2、一种电解法生产氢氧化锂的钛阳极复合结构，包括分别制作成形的第一钛网和第二钛网，所述第一钛网和第二钛网通过电阻焊或超声波焊接叠合连接在一起，形成复合钛阳极。

3、本实用新型中，所述第一钛网和第二钛网均为采用钛板制成的钛网；优选的，所述第一钛网的厚度为0.5～1.0mm，所述第二钛网的厚度为0.8～2.0mm。

4、本实用新型中，所述第一钛网和第二钛网的表面均设置有一层贵金属氧化物涂层。

5、优选的，所述第一钛网和第二钛网的贵金属氧化物涂层为以下氧化物混合涂层中的一种氧化物混合涂层或多种氧化物混合涂层的叠层：

6、氧化物混合涂层一：钌氧化物与钛氧化物的氧化物混合涂层；

7、氧化物混合涂层二：钽氧化物与铈氧化物的氧化物混合涂层；

8、氧化物混合涂层三：钌氧化物与铱氧化物的氧化物混合涂层；

9、氧化物混合涂层四：铂氧化物与铱氧化物的氧化物混合涂层。

10、更优选的，所述贵金属氧化物涂层采用多种氧化物混合涂层的叠层，且所述氧化物混合涂层一、氧化物混合涂层二、氧化物混合涂层三、氧化物混合涂层四在所述第一钛网和第二钛网的表面分别从内到外依次设置。

11、一种电解法生产氢氧化锂的钛阳极复合结构的制备工艺，包括如下步骤：

12、(一)钛材加工成型：钛板材通过加工制造成固定尺寸的钛网；

13、(二)钛材表面处理：将上述加工好的钛材依次进行除油、喷砂、酸洗、水洗、烘干处理等工艺；

14、(三)涂层制备：配置阳极涂液，将上述处理的好的钛材依次进行涂覆涂液-静置-烘干-氧化-冷却，如此循环操作10-20遍；

15、(四)烧结退火：将以上制备的电极整齐叠放放入模具中进行烧结退火；

16、本实用新型中，所述步骤(一)的钛阳极的钛基材加工包括以下步骤：

17、将钛材采用冲压和拉伸制作成钛网；

18、再根据需求裁剪成形；

19、所述加工成形钛网厚0.5-1和0.8-2mm；

20、所述厚0.5-1mm和0.8-2mm的两种网采用电阻焊或超声波焊接复合至一起。

21、本实用新型中，所述步骤(二)的钛材表面处理中，钛阳极除油、喷砂、酸洗、水洗、烘干处理工艺包括以下步骤：

22、除油：将加工好的钛板或钛网置于热烧碱溶液中，浸泡5-10分钟去除，用水冲洗干净即可除油，所述烧碱浓度为5-10％wt，所述烧碱温度为60-100℃；或者采用高温除油的方式，具体为将钛板或钛网置入高温电炉中，所述电炉温度设置为450-500℃，所述处理时间为10-20分钟；

23、喷砂：将除油完成的钛材置于喷砂机中进行喷砂操作，所述喷砂机选用棕刚玉、白刚玉或玻璃砂的一种或多种；

24、酸洗：将喷砂后的钛材吹净残留的砂，置于热酸洗液中进行酸洗，所述酸洗液成分为硫酸、盐酸、醋酸及柠檬酸的一种或多种，所述酸洗液温度为80-100℃，所述酸洗时间为50-90分钟；

25、水洗：将酸洗后的钛材进行水洗；

26、烘干：将水洗后的钛材进行烘干处理。

27、本实用新型中，所述步骤(三)的钛阳极的涂层制备包括以下步骤：

28、配制以下涂液：

29、钌钛液：将三氯化钌和钛酸四丁酯按钌、钛摩尔比为7:3-8:2溶入正丁醇中；

30、钽铈液：将五氯化钽和硝酸铈按钽、铈摩尔比6:1-5:1溶入正丁醇中；

31、钌铱液：将三氯化钌和氯铱酸按钌、铱摩尔比7:3-8:2溶入正丁醇中；

32、铂铱液：将氯铂酸和氯铱酸按铂、铱摩尔比7:3-7:5溶入正丁醇中；

33、其中，所述钌钛液、钽铈液、钌铱液及铂铱液的金属量总摩尔浓度一致，每次涂覆量一致；

34、依次将钌钛液、钽铈液、钌铱液、铂铱液分别涂覆2-4遍、1-2遍、4-9遍、3-5遍至上述处理好的钛材表面；

35、优选的，所述静置时间为20-40分钟；

36、优选的，所述烘干温度为110-130℃，烘干保温时间为10-25分钟；

37、优选的，所述氧化温度为450-500℃，氧化保温时间为15-30分钟；

38、优选的，所述冷却为空气中自然冷却至室温。

39、本实用新型中，所述步骤(四)的钛阳极的烧结退火包括以下步骤：

40、将上述制备涂层的钛阳极整齐叠放在模具中并固定；

41、整体置于电炉中；

42、优选的，所述退火烧结温度为480-570℃，退火烧结时间为100-300分钟，升温速率为常温40-60分钟升至设定值，冷却速率为设定值100-200分钟冷却至室温。

43、作为本实用新型的进一步改进，所述步骤(一)钛材加工成型中，在将钛材采用冲压和拉伸制作成钛网之前，对钛板材的表面进行搓丝预处理；所述搓丝预处理的方法为：采用电火花搓丝工装和电火花数控机床，在钛板材的表面加工出纵向搓丝沟纹和横向搓丝沟纹，以增加后续金属氧化物涂层的比表面积；其中，所述电火花搓丝工装包括安装在所述电火花数控机床上的电极柄、设置在所述电极柄上的电火花搓丝头和设置在所述电火花搓丝头上的锯齿形搓丝面；搓丝时，在电火花搓丝头上的锯齿形搓丝面与钛板材的表面之间通过加电接触实现电火花放电加工，利用电火花数控机床的纵向进给运动和横向进给运动，在钛板材的表面加工出所述纵向搓丝沟纹和横向搓丝沟纹。

44、通过上述电火花加工处理，可以在成形后的钛网一面或两面形成纵向搓丝沟纹和横向搓丝沟纹。

45、其中，所述电火花搓丝头上的锯齿形搓丝面是通过线切割加工形成，且在所述锯齿形搓丝面的底沟和尖角处设置有钝化圆角。

46、本实用新型的有益效果是：

47、第一，本实用新型的一种电解法生产氢氧化锂的钛阳极复合结构，通过钛基材采用创新双层复合网设计，增加比表面积，提高电解效率、降低槽电压。

48、第二，本实用新型的一种电解法生产氢氧化锂的钛阳极复合结构，钛阳极涂层采用多层不同组分的方式，增加析氯电位与析氧电位差，提高析氯电催化选择性，减少副反应。