一种电极片单元及臭氧发生器的制作方法

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1.本实用新型涉及电极组件技术领域，更具体地说，涉及一种电极片单元。此外，本实用新型还涉及一种包括上述电极片单元的臭氧发生器。

背景技术：

2.在臭氧发生器中，需要应用到电极片单元，以利用电解反应产生臭氧。
3.电极片单元包括阳极、阴极和离子交换膜，离子交换膜夹设于阳极和阴极之间，通电时，在阳极和阴极上分别发生氧化-还原反应，其中，阳极发生氧化反应，将水氧化成氧气和臭氧；阴极发生还原反应，将水还原成氢气。
4.现有技术中的阴极和阳极通常为平板状的电极片，电极片中间开设有圆形通孔或长方形通孔，以供电解后的离子通过。
5.然而，由于阳极和阴极电极片都是由金刚石电极表面镀膜形成，因此，电极片的价格比较昂贵。而现有的电极片需要在平板的中间部分去除材料，以加工出圆形通孔或长方形通孔，产生的废料较多，增加了电极片的成本。
6.综上所述，如何提供一种能够减少废料、节约成本的电极片单元，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电极片单元，以减少废料，节约成本。
8.本实用新型的另一目的是提供一种包括上述电极片单元的臭氧发生器，其材料成本低。
9.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
10.一种电极片单元，包括第一电极片、第二电极片以及夹设于所述第一电极片和所述第二电极片之间的离子交换膜，所述第一电极片和所述第二电极片均由电极板切割形成，所述第一电极片和所述第二电极片均包括凸起齿和开口槽，所述凸起齿和所述开口槽的形状和尺寸均相同，以使所述第一电极片和所述第二电极片可以互补的形式拼接，并使所述第一电极片、所述离子交换膜和所述第二电极片叠置时，所述第一电极片和所述第二电极片的所述开口槽相互对准。
11.优选地，所述第一电极片和所述第二电极片中的至少一者为掺硼金刚石质电极片。
12.优选地，所述掺硼金刚石质电极片包括基材和设于所述基材表面的掺硼金刚石膜。
13.优选地，所述掺硼金刚石质电极片整体为自然生长产生的掺硼金刚石。
14.优选地，所述第一电极片和所述第二电极片的厚度范围均包括0.2mm～2mm。
15.优选地，所述第一电极片和所述第二电极片的厚度范围均为0.3mm～0.8mm。
16.优选地，所述第一电极片和所述第二电极片均包括梳子形电极片、鱼骨形电极片、
c字形电极片、e字形电极片或l字形电极片。
17.优选地，所述凸起齿和所述开口槽的拐角处具有预设弧度。
18.优选地，还包括分别与所述第一电极片和所述第二电极片各自远离所述离子交换膜的一侧对应贴合叠置的第一导电片和第二导电片。
19.一种臭氧发生器，包括电极片单元，所述电极片单元为上述任意一种电极片单元。
20.本实用新型提供的电极片单元，由于凸起齿和开口槽的形状和尺寸均相同，也即，凸起齿和开口槽可以相互嵌合，因此，可以通过互补的形式将第一电极片和第二电极片拼接在一起，这样，第一电极片的凸起齿刚好可以弥补第二电极片的开口槽处的空缺，第二电极片的凸起齿刚好可以弥补第一电极片的开口槽处的空缺，也即，第一电极片和第二电极片拼接后可以形成一个平板。
21.因此，在形成第一电极片和第二电极片时，可以采用平板状的电极板来切割，将一个电极板按照预设路径进行连续切割，经过一道切割工序即可形成两个形状相同的电极片。
22.由此可以看出，这样仅仅需要去除平板两侧极少的材料，以保证两个电极片最外侧的凸起齿和开口槽的形状相同，避免了电极板中间部位材料的浪费，也即，这样可以避免产生较多的废料，使整个电极板的材料得到最大化的利用，提高了电极板的利用率，减少了废料，节约了成本。
23.本实用新型提供的臭氧发生器，包括电极片单元，其材料成本低。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。
25.图1为本实用新型具体实施例所提供的电极片单元的结构示意图；
26.图2为具体实施例一所提供的第一电极片和第二电极片的结构示意图；
27.图3为图2所示第一电极片和第二电极片拼接后的结构示意图；
28.图4为具体实施例二所提供的第一电极片和第二电极片的结构示意图；
29.图5为图4所示第一电极片和第二电极片拼接后的结构示意图；
30.图6为具体实施例三所提供的第一电极片和第二电极片的结构示意图；
31.图7为图6所示第一电极片和第二电极片拼接后的结构示意图；
32.图8为具体实施例四所提供的第一电极片和第二电极片的结构示意图；
33.图9为图8所示第一电极片和第二电极片拼接后的结构示意图；
34.图10为本实用新型具体实施例所提供的臭氧发生器的爆炸图；
35.图11为图10所示臭氧发生器装配后的剖视图；
36.图12为图11中a的局部放大图。
37.图1至图12中的附图标记如下：
38.1为第一电极片、11为凸起齿、12为开口槽、2为第二电极片、3为离子交换膜、4为第一导电片、5为第二导电片、6为第一外壳、7为第二外壳。
具体实施方式
39.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.本实用新型的核心是提供一种电极片单元，以减少废料，节约成本。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述电极片单元的臭氧发生器，其材料成本低。
41.请参考图1-图12，为本实用新型的说明书附图。
42.本实用新型提供一种电极片单元，主要包括第一电极片1、第二电极片2和离子交换膜3等，离子交换膜3夹设于第一电极片1和第二电极片2之间。
43.具体地，第一电极片1和第二电极片2均由电极板切割形成，第一电极片1和第二电极片2均包括凸起齿11和开口槽12，凸起齿11和开口槽12的形状和尺寸均相同，以使第一电极片1和第二电极片2可以以互补的形式拼接在一起，同时，使第一电极片1、离子交换膜3和第二电极片2叠置时，第一电极片1和第二电极片2的开口槽12相互对准。
44.也就是说，凸起齿11和开口槽12可以相互嵌合，因此，可以通过互补的形式将第一电极片1和第二电极片2拼接在一起，这样，第一电极片1的凸起齿11刚好可以弥补第二电极片2的开口槽12处的空缺，第二电极片2的凸起齿11刚好可以弥补第一电极片1的开口槽12处的空缺，也即，第一电极片1和第二电极片2拼接后可以形成一个平板。
45.因此，在形成第一电极片1和第二电极片2时，可以采用平板状的电极板来切割，将一个电极板按照预设路径进行连续切割，经过一道切割工序即可形成两个形状相同的电极片。
46.由此可以看出，如图3、5、7和9所示，这样仅仅需要去除平板两侧极少的材料，以保证两个电极片最外侧的凸起齿11和开口槽12的形状相同，避免了电极板中间部位材料的浪费，也即，这样可以避免产生较多的废料，使整个电极板的材料得到最大化的利用，提高了电极板的利用率，减少了废料，节约了成本。
47.需要说明的是，第一电极片1和第二电极片2可以由同一块电极板切割形成，也可以由不同的电极板切割形成。
48.当第一电极片1和第二电极片2由同一块电极板切割形成时，第一电极片1和第二电极片2的材质相同；当第一电极片1和第二电极片2由不同的电极板切割形成时，可以实现不同材质电极片的组合。
49.可以理解的是，在实际生产中，对于大批量生产来说，可以根据实际需要选择不同材质的电极板进行切割，以形成不同材质的第一电极片1和第二电极片2，从而可以实现第一电极片1和第二电极片2的多种组合方式。
50.另外，本领域技术人员根据公知常识可知的是，使用时，也即，在形成电极片单元时，第一电极片1、离子交换膜3和第二电极片2紧密贴合的叠置在一起，此时，需保证第一电极片1和第二电极片2的凸起齿11相对设置，第一电极片1和第二电极片2的开口槽12相对设置，以使第一电极片1和第二电极片2的开口槽12能够形成用于供离子通过的通道。
51.优选地，第一电极片1、离子交换膜3和第二电极片2叠置时，第一电极片1和第二电极片2的开口槽12的开口方向相反。
52.在电解反应的时候，凸起齿11电解水并与离子发生氧化还原反应，开口槽12让氢离子经过并传过离子交换膜3。
53.可以理解的是，离子交换膜3具有通过氢离子的功能，其它离子及水等物质则不能通过。因此，通电后，阳极电解产生氧离子和氢离子，氢离子被阴极吸引，会自开口槽12处通过离子交换膜3，到达阴极被氧化成氢气，同时，阳极的氧离子会被还原成臭氧。
54.显然，开口槽12的数量越多，单个开口槽12的开口面积越大，则反应时，在一定电流的情况下电解产生的氢离子从离子交换膜3通过的数量就越多，从而可以发生更充分的电解反应，产生更多的臭氧。
55.另外，凸起齿11和开口槽12采用相同形状和尺寸的结构，提升了电解效率，有利于在一定电压电流的情况下电解更多的水，产生更多的臭氧。
56.同时，开口槽12会影响水流的原本流态，多个开口槽12会对水流形成一定的扰流作用，对凸起齿11表面附着的杂质具有一定的冲刷作用，从而有利于减少第一电极片1和第二电极片2表面杂质的附着量，进而增加了第一电极片1和第二电极片2的有效寿命。
57.为了提高电解效率，在上述实施例的基础之上，第一电极片1和第二电极片2中的至少一者为掺硼金刚石质电极片。
58.也就是说，本实施例中，第一电极片1和第二电极片2中的一片必须为掺硼金刚石质电极片，另一片可以为掺硼金刚石质电极片，也可以为其它的导电材质电极片。
59.优选地，第一电极片1和第二电极片2均为掺硼金刚石质电极片。
60.也就是说，第一电极片1和第二电极片2的材质相同，均为掺硼金刚石材料。
61.可以理解的是，随着电解反应时间的增长，负极电极片的表面会有一定的杂质残留，导致电解反应效率下降，因此，累计一段时间后，臭氧浓度将低于有效杀菌浓度。
62.而第一电极片1和第二电极片2均为掺硼金刚石质电极片时，则可以通过电路控制，来交互阴、阳极，从而可均衡第一电极片1和第二电极片2的寿命，达到电极片单元的整体寿命最大化。
63.考虑到掺硼金刚石质电极片的具体形成方式，在上述实施例的基础之上，掺硼金刚石质电极片包括基材和设于基材表面的掺硼金刚石膜。
64.需要说明的是，本实施例对基材的具体材质不做限定，本领域技术人员可以根据实际需要来选择。
65.作为另外一种实现方式，在上述实施例的基础之上，掺硼金刚石质电极片整体为自然生长产生的掺硼金刚石。
66.也即，该掺硼金刚石质电极片的整体材质均一。
67.为了保证第一电极片1和第二电极片2的结构强度，同时保证两者具有较小的尺寸，在上述实施例的基础之上，第一电极片1和第二电极片2的厚度范围均包括0.2mm～2mm。
68.进一步优选地，在上述实施例的基础之上，第一电极片1和第二电极片2的厚度范围均为0.3mm～0.8mm。
69.本实施例中第一电极片1和第二电极片2均比较薄，使得电极片单元的结构紧凑。
70.需要说明的是，本实用新型对第一电极片1和第二电极片2的具体形状不做限定，只要保证第一电极片1和第二电极片2均具有凸起齿11和开口槽12，且两者的形状和尺寸相同即可。
71.优选地，第一电极片1和第二电极片2的形状和尺寸均完全相同。
72.作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，第一电极片1和第二电极片2均包括梳子形电极片、鱼骨形电极片、c字形电极片、e字形电极片或l字形电极片等。
73.显然，这些电极片都是容易切割的，轮廓连续且具有规则形状。
74.进一步地，如图4和图5，在上述实施例的基础之上，凸起齿11和开口槽12的拐角处具有预设弧度。
75.另外，在上述实施例的基础之上，还包括分别与第一电极片1和第二电极片2各自远离离子交换膜3的一侧对应贴合叠置的第一导电片4和第二导电片5。
76.也即，本实施例中，第一导电片4、第一电极片1、离子交换膜3、第二电极片2和第二导电片5依次紧密贴合的叠置在一起，以形成一个电极片单元。
77.除了上述电极片单元，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的电极片单元的臭氧发生器，该臭氧发生器的其它各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
78.例如，如图11所示，臭氧发生器还包括第一外壳6和第二外壳7，上文所述的电极片单元装设于第一外壳6和第二外壳7之间。
79.使用臭氧发生器时，在电极两端优选施加5-30v之间的电压，水进入臭氧发生器后，在电极单元处发生反应，经过对水的电解作用产生臭氧、水和氢气。
80.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
81.以上对本实用新型所提供的电极片单元及臭氧发生器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种电极片单元，包括第一电极片(1)、第二电极片(2)以及夹设于所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)之间的离子交换膜(3)，其特征在于，所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)均由电极板切割形成，所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)均包括凸起齿(11)和开口槽(12)，所述凸起齿(11)和所述开口槽(12)的形状和尺寸均相同，以使所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)可以互补的形式拼接，并使所述第一电极片(1)、所述离子交换膜(3)和所述第二电极片(2)叠置时，所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)的所述开口槽(12)相互对准。2.根据权利要求1所述的电极片单元，其特征在于，所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)中的至少一者为掺硼金刚石质电极片。3.根据权利要求2所述的电极片单元，其特征在于，所述掺硼金刚石质电极片包括基材和设于所述基材表面的掺硼金刚石膜。4.根据权利要求2所述的电极片单元，其特征在于，所述掺硼金刚石质电极片整体为自然生长产生的掺硼金刚石。5.根据权利要求1-4任一项所述的电极片单元，其特征在于，所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)的厚度范围均包括0.2mm～2mm。6.根据权利要求5所述的电极片单元，其特征在于，所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)的厚度范围均为0.3mm～0.8mm。7.根据权利要求1-4任一项所述的电极片单元，其特征在于，所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)均包括梳子形电极片、鱼骨形电极片、c字形电极片、e字形电极片或l字形电极片。8.根据权利要求7所述的电极片单元，其特征在于，所述凸起齿(11)和所述开口槽(12)的拐角处具有预设弧度。9.根据权利要求1所述的电极片单元，其特征在于，还包括分别与所述第一电极片(1)和所述第二电极片(2)各自远离所述离子交换膜(3)的一侧对应贴合叠置的第一导电片(4)和第二导电片(5)。10.一种臭氧发生器，包括电极片单元，其特征在于，所述电极片单元为权利要求1-9任一项所述的电极片单元。

技术总结

本实用新型公开了一种电极片单元及臭氧发生器，该电极片单元包括第一电极片、第二电极片以及夹设于第一电极片和第二电极片之间的离子交换膜，第一电极片和第二电极片均由电极板切割形成，第一电极片和第二电极片均包括凸起齿和开口槽，凸起齿和开口槽的形状和尺寸均相同，以使第一电极片和第二电极片可以互补的形式拼接，并使第一电极片、离子交换膜和第二电极片叠置时，第一电极片和第二电极片的开口槽相互对准。该电极片单元提高了电极板的利用率，减少了废料，节约了成本。另外，该臭氧发生器包括上述电极片单元，其材料成本低。其材料成本低。其材料成本低。