CA1123902A - Electrode pour accumulateur au plomb - Google Patents
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Abstract
BREVET D'INVENTION ELECTRODE POUR ACCUMULATEUR AU PLOMB Invention de Bernard CHENAUX et Alain LEROUX Société Anonyme dite COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE A B R E G E L'invention concerne une électrode pour accumulateur au plomb. Elle comporte une âme électroniquement conductrice comprenant des grains d'oxyde de plomb, de sulfate de plomb et un liant apte à former un réseau tridimensionnel filiforme, caractérisé par le fait que ladite électrode comporte en outre un matériau insoluble dans l'acide sulfurique et perméable aux ions de conductivité, ce matériau étant choisi dans le groupe comportant l'acide polyacrylique et l'hydroxyéthylméthacrylate et étant mis en oeuvre en proportion pondérale de 0,25 à 2 % par rapport audit oxyde de plomb.
Description
~2390Z
PBo/NV
" ~ F~ 11272 LM/DEC
1 pl.
BREVET D'INVENTION
ELECTRODE POUR ACCUMULATEUR AU PLOMB
Invention de Bernard CHENAUX et Alain LEROUX
Société Anonyme dite COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE
La présente invention concerne une électrode pour accumulateur au plomb et particulièrement l'électrode positive d'un tel accumulateur.
Elle vise également un procédé de préparation d'une telle électrode.
5On sait que pour confectionner une telle électrode, on élabore en premier lieu une pâte comportant de la litharge, de l'eau et de l'acide sulfurIque. Puis cette pâte est disposée sur une grille, l'ensemble étant alors mûri à une température déterminée. A ce stade l'électrode se présente donc sous ~orme d'une grille enrobée dans un ciment poreux 10de résistance mécanique satisfaisante.
':
.
~ - 11239C)2 2.
Cependant, on constate qu'au cours d'un certain nombre de cycles charge-décharge, la résistance mécanique d'un tel ciment diminue notablement, d'où il résulte une chute de matière au fond du bac, et une diminution sensible de la capacité de l'électrode.
Dans le but de remédier à un tel inconvénient on a proposé
d'introduire un liant dans la pâte, notamment du polytetrafluorethylènetPTFE).
Un tel produit forme un réseau tridimensionnel de fils au sein de la texture, retenant de la sorte les particules de matière et en conséquence limitant sa chute au fond du bac.
Cependant, le taux de PTFE ainsi introduit doit rester limité
à environ 1 à 5 % en poids, sinon il en résulte une pénalisation appréciable de la capacité de l'électrode.
Néanmolns, de tels taux ne permettent pas de limiter de ~açon satisfaisante la chute de matière dans le bac ainsi que la diminution résultante de la capacité de l'électrode.
On conçoit donc que si tous les grains de matière étaient enrobés par une pellicule de matière plastique, les inconvénients précédemment évoqués pourraient être évités, mais, dans ce cas, les échanges ioniques avec l'électrolyte seraient très profondément diminués, voire annulés, et les contacts électriques entre les grains pratiquement lnexistants.
La Demanderesse a donc cherché un matériau apte à consolider l'action du PTFE en formant autour des grains une membrane ou pellicule perméable à l'électrolyte et présentant une faible résistance électrique, de telle sorte que la chute des grains soit évitée ou ralentie, et que le processus électrochimique puisse librement s'effectuer, de telles propriétés avantageuses se maintenant à l'issue d'un nombre répété de cycles charge-décharge.
.. . . .
~llZ3~2 3 L'invention a donc pour objet une électrode pour accumulateur au plomb du type comportant une âme électroniquement conductrice enrobée dans une matière active comprenant des grains d'oxyde de plomb, de sulfate de plomb et un liant apte à former un réseau tridimensionnel ~ orme, caractérisé par le ~ait que ladite électrode comporte en outre un matériau insoluble dans l'acide sul~urique et perméable aux ions de conductivité, et pouvant former une pellicule autour desdit3 grains, ce matériau étant choisi dans le groupe comportant l'acide polyacrylique et l'hydroxyethylméthacrylate et étant mis en oeuvre en proportion pondérale de 0,25 à 2 % par rapport audit oxyde de plomb.
L'invention vise également un procédé de préparation d'une électrode caractérisé par le fait que l'on réalise les étapes successives suivantes :
- on confectionne par malaxage une pâte de poudre d'oxyde de plomb, d'acide sulfurique et d'eau dans laquelle on a dissous au préalable environ 0,25 à 2 % en poids d'acide polyacrylique ou d'hydroxyethylmethacrylate, par rapport audit oxyde de plomb, - on introduit dans ladite pâte en ~in de malaxage le polytetra~luorethylène de sorte que la teneur de ce corps soit comprise entre 1 et 5 % en poids, par rapport audit oxyde de plomb, - on enrobe une âme électroniquement conductrice dans cette pâte, - on procède au murissage de l'électrode.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée a titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux graphiques annexés, exposés aux ~igures 1 et 2.
Compte-tenu des considérations précédemment évoquées la demanderesse a donc étudié un certain nombre de matériaux et elle - :
~ "
.239C~ 4-a reconnu que l'acide polyacrylique ainsi que l'hydroxyethylméthacrylate étaient susceptibles d'éviter les inconvénients précédemment ~entionnés.
Ces deux produits seront désignés dans ce qui suit par les sigles APA et HEMA respectivement.
En effet, de tels composés dtailleurs solubles dans l'eau sont susceptibles de former après évaporation une pellicule autour des grains de matière de l'électrode. Cette pellicule se révèle d'une part insoluble dans l'acide sulfurique et d'autre part perméable aux ions SO 42. et en général aux ions de conductivité.
En conséquence, pour réaliser une électrode conforme à l'invention, on confectionne par un procédé classique une pâte à partir de poudre de litharge PbO, d'acide sulfurique et d'eau dans laquelle on a dissous au préalable 0,25 à 2 % en poids et de préférence 1 % d'APA ou d'HEMA
par rapport au poids d'oxyde de plomb. En fin de malaxage, on introduit dans cette pâte le PTFE, de sorte que la teneur en PTFE dans la pâte soit comprise entre environ 1 et 5 % en poids et de préférence 2,5 % par rapport au poids d'oxyde de plomb.
On empâte ensuite une âme conductrice ou une grille à la manière connue. Enfin l'électrode subit un murissage tel qu'un traitement thermique à 60~ dans une atmosphère humide afin d'éliminer notamment la ma~eure partie de l'eau, d'oxyder le plomb libre résiduel, et de développer un réseau de sulfates basiques qui assurent la cohésion de la pâte. L'électrode est prête à être montée dans une batterie.
Elle se présente sous forme de grille enrobée dans une matière active comprenant des grains d'oxyde de plomb, du sulfate de plomb,des sulfates basiques, du PTFE et de l'APA ou de l'HEMA en proportions respectives telles que mentionnées dans ce qui précede.
Afin de mieux illustrer les avantages de l'invention on a représenté sur la figure 1 la variation de la capacité C exprimée en unités arbitraires en fonction du nombre N de cycles charge-décharge.
La courbe A montre que pour une électrode classique la capacité diminue très fortement à l'issue de 250 cycles. Au contraire, la courbe B
montre que pour une électrode selon l'invention la capacité présente une valeur encore élevée à l'issue de 1000 cycles.
La figure 2 illustre en unités arbitraires la quantité P
de matière tombant au fond du bac en fonction du nombre N de cycles charge-décharge. Plus précisement, l'aire C se rapporte à une électrode classique tandis que l'aire D concerne une électrode selon l'invention.
On voit donc qu'à l'issue de 1000 cycles, une électrode selon l'invention perd peu de matière, contrairement à une électrode classique où ladite perte est très élevée à l'issue de 250 cycles seulement.
On voit donc qu'une électrode selon l'invention peut supporter un grand nombre de cycles charge-décharge, en conservant sa capacité
initiale, tout en ayant une perte de matière minimale.
L'invention est mise en oeuvre dans les accumulateurs au plomb.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit, mais elle en couvre au contraire toutes les variante~.
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BREVET D'INVENTION
ELECTRODE POUR ACCUMULATEUR AU PLOMB
Invention de Bernard CHENAUX et Alain LEROUX
Société Anonyme dite COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE
La présente invention concerne une électrode pour accumulateur au plomb et particulièrement l'électrode positive d'un tel accumulateur.
Elle vise également un procédé de préparation d'une telle électrode.
5On sait que pour confectionner une telle électrode, on élabore en premier lieu une pâte comportant de la litharge, de l'eau et de l'acide sulfurIque. Puis cette pâte est disposée sur une grille, l'ensemble étant alors mûri à une température déterminée. A ce stade l'électrode se présente donc sous ~orme d'une grille enrobée dans un ciment poreux 10de résistance mécanique satisfaisante.
':
.
~ - 11239C)2 2.
Cependant, on constate qu'au cours d'un certain nombre de cycles charge-décharge, la résistance mécanique d'un tel ciment diminue notablement, d'où il résulte une chute de matière au fond du bac, et une diminution sensible de la capacité de l'électrode.
Dans le but de remédier à un tel inconvénient on a proposé
d'introduire un liant dans la pâte, notamment du polytetrafluorethylènetPTFE).
Un tel produit forme un réseau tridimensionnel de fils au sein de la texture, retenant de la sorte les particules de matière et en conséquence limitant sa chute au fond du bac.
Cependant, le taux de PTFE ainsi introduit doit rester limité
à environ 1 à 5 % en poids, sinon il en résulte une pénalisation appréciable de la capacité de l'électrode.
Néanmolns, de tels taux ne permettent pas de limiter de ~açon satisfaisante la chute de matière dans le bac ainsi que la diminution résultante de la capacité de l'électrode.
On conçoit donc que si tous les grains de matière étaient enrobés par une pellicule de matière plastique, les inconvénients précédemment évoqués pourraient être évités, mais, dans ce cas, les échanges ioniques avec l'électrolyte seraient très profondément diminués, voire annulés, et les contacts électriques entre les grains pratiquement lnexistants.
La Demanderesse a donc cherché un matériau apte à consolider l'action du PTFE en formant autour des grains une membrane ou pellicule perméable à l'électrolyte et présentant une faible résistance électrique, de telle sorte que la chute des grains soit évitée ou ralentie, et que le processus électrochimique puisse librement s'effectuer, de telles propriétés avantageuses se maintenant à l'issue d'un nombre répété de cycles charge-décharge.
.. . . .
~llZ3~2 3 L'invention a donc pour objet une électrode pour accumulateur au plomb du type comportant une âme électroniquement conductrice enrobée dans une matière active comprenant des grains d'oxyde de plomb, de sulfate de plomb et un liant apte à former un réseau tridimensionnel ~ orme, caractérisé par le ~ait que ladite électrode comporte en outre un matériau insoluble dans l'acide sul~urique et perméable aux ions de conductivité, et pouvant former une pellicule autour desdit3 grains, ce matériau étant choisi dans le groupe comportant l'acide polyacrylique et l'hydroxyethylméthacrylate et étant mis en oeuvre en proportion pondérale de 0,25 à 2 % par rapport audit oxyde de plomb.
L'invention vise également un procédé de préparation d'une électrode caractérisé par le fait que l'on réalise les étapes successives suivantes :
- on confectionne par malaxage une pâte de poudre d'oxyde de plomb, d'acide sulfurique et d'eau dans laquelle on a dissous au préalable environ 0,25 à 2 % en poids d'acide polyacrylique ou d'hydroxyethylmethacrylate, par rapport audit oxyde de plomb, - on introduit dans ladite pâte en ~in de malaxage le polytetra~luorethylène de sorte que la teneur de ce corps soit comprise entre 1 et 5 % en poids, par rapport audit oxyde de plomb, - on enrobe une âme électroniquement conductrice dans cette pâte, - on procède au murissage de l'électrode.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée a titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux graphiques annexés, exposés aux ~igures 1 et 2.
Compte-tenu des considérations précédemment évoquées la demanderesse a donc étudié un certain nombre de matériaux et elle - :
~ "
.239C~ 4-a reconnu que l'acide polyacrylique ainsi que l'hydroxyethylméthacrylate étaient susceptibles d'éviter les inconvénients précédemment ~entionnés.
Ces deux produits seront désignés dans ce qui suit par les sigles APA et HEMA respectivement.
En effet, de tels composés dtailleurs solubles dans l'eau sont susceptibles de former après évaporation une pellicule autour des grains de matière de l'électrode. Cette pellicule se révèle d'une part insoluble dans l'acide sulfurique et d'autre part perméable aux ions SO 42. et en général aux ions de conductivité.
En conséquence, pour réaliser une électrode conforme à l'invention, on confectionne par un procédé classique une pâte à partir de poudre de litharge PbO, d'acide sulfurique et d'eau dans laquelle on a dissous au préalable 0,25 à 2 % en poids et de préférence 1 % d'APA ou d'HEMA
par rapport au poids d'oxyde de plomb. En fin de malaxage, on introduit dans cette pâte le PTFE, de sorte que la teneur en PTFE dans la pâte soit comprise entre environ 1 et 5 % en poids et de préférence 2,5 % par rapport au poids d'oxyde de plomb.
On empâte ensuite une âme conductrice ou une grille à la manière connue. Enfin l'électrode subit un murissage tel qu'un traitement thermique à 60~ dans une atmosphère humide afin d'éliminer notamment la ma~eure partie de l'eau, d'oxyder le plomb libre résiduel, et de développer un réseau de sulfates basiques qui assurent la cohésion de la pâte. L'électrode est prête à être montée dans une batterie.
Elle se présente sous forme de grille enrobée dans une matière active comprenant des grains d'oxyde de plomb, du sulfate de plomb,des sulfates basiques, du PTFE et de l'APA ou de l'HEMA en proportions respectives telles que mentionnées dans ce qui précede.
Afin de mieux illustrer les avantages de l'invention on a représenté sur la figure 1 la variation de la capacité C exprimée en unités arbitraires en fonction du nombre N de cycles charge-décharge.
La courbe A montre que pour une électrode classique la capacité diminue très fortement à l'issue de 250 cycles. Au contraire, la courbe B
montre que pour une électrode selon l'invention la capacité présente une valeur encore élevée à l'issue de 1000 cycles.
La figure 2 illustre en unités arbitraires la quantité P
de matière tombant au fond du bac en fonction du nombre N de cycles charge-décharge. Plus précisement, l'aire C se rapporte à une électrode classique tandis que l'aire D concerne une électrode selon l'invention.
On voit donc qu'à l'issue de 1000 cycles, une électrode selon l'invention perd peu de matière, contrairement à une électrode classique où ladite perte est très élevée à l'issue de 250 cycles seulement.
On voit donc qu'une électrode selon l'invention peut supporter un grand nombre de cycles charge-décharge, en conservant sa capacité
initiale, tout en ayant une perte de matière minimale.
L'invention est mise en oeuvre dans les accumulateurs au plomb.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit, mais elle en couvre au contraire toutes les variante~.
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Claims (5)
REVENDICATIONS
1/ Electrode pour accumulateur au plomb du type comportant une âme électroniquement conductrice enrobée dans une matière active comprenant des grains d'oxyde de plomb, de sulfate de plomb et un liant apte à former un réseau tridimensionnel filiforme, caractérisé par le fait que ladite électrode comporte en outre un matériau insoluble dans l'acide sulfurique et perméable aux ions de conductivité, et pouvant former une pellicule autour desdits grains, ce matériau étant choisi dans le groupe comportant l'acide polyacrylique et l'hydroxyéthylméthacrylate et étant mis en oeuvre en proportion pondérale de 0,25 à 2 % par rapport audit oxyde de plomb.
2/ Electrode selon la revendication 1 caractérisée par le fait que ledit liant comporte du polytetrafluorethylène et est mis en oeuvre en proportion pondérale comprise entre 1 et 5 % par rapport à l'oxyde de plomb.
3/ Procédé de préparation d'une électrode selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on réalise les étapes succéssives suivantes :
- on confectionne par malaxage une pâte de poudre d'oxyde de plomb, d'acide sulfurique et d'eau dans laquelle on a dissous au préalable environ 0,25 à 2 % en poids d'acide polyacrylique ou d'hydroxyethylmethacrylate par rapport audit oxyde de plomb.
- on introduit dans ladite pâte en fin de malaxage le polytetrafluorethylène de sorte que la teneur de ce corps soit comprise entre 1 et 5 % en poids par rapport audit oxyde de plomb.
- on enrobe une âme électroniquement conductrice dans cette pâte.
- on procède au murissage de l'électrode.
7.
- on confectionne par malaxage une pâte de poudre d'oxyde de plomb, d'acide sulfurique et d'eau dans laquelle on a dissous au préalable environ 0,25 à 2 % en poids d'acide polyacrylique ou d'hydroxyethylmethacrylate par rapport audit oxyde de plomb.
- on introduit dans ladite pâte en fin de malaxage le polytetrafluorethylène de sorte que la teneur de ce corps soit comprise entre 1 et 5 % en poids par rapport audit oxyde de plomb.
- on enrobe une âme électroniquement conductrice dans cette pâte.
- on procède au murissage de l'électrode.
7.
4/ Accumulateur comportant au moins une électrode selon l'une des revendications 1 ou 2.
5/ Accumulateur comportant au moins une électrode fabriquée conformément au procédé selon la revendication 3.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7830591 | 1978-10-27 | ||
| FR7830591A FR2440086A1 (fr) | 1978-10-27 | 1978-10-27 | Electrode pour accumulateur au plomb |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1123902A true CA1123902A (fr) | 1982-05-18 |
Family
ID=9214231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA338,582A Expired CA1123902A (fr) | 1978-10-27 | 1979-10-26 | Electrode pour accumulateur au plomb |
Country Status (8)
| Country | Link |
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| BE (1) | BE879403A (fr) |
| CA (1) | CA1123902A (fr) |
| DE (1) | DE2942589A1 (fr) |
| FR (1) | FR2440086A1 (fr) |
| GB (1) | GB2033646B (fr) |
| IT (1) | IT1121494B (fr) |
| LU (1) | LU81823A1 (fr) |
Families Citing this family (19)
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| US5633081A (en) * | 1986-03-24 | 1997-05-27 | Ensci Inc. | Coated porous substrates |
| US5112706A (en) * | 1986-03-24 | 1992-05-12 | Ensci, Inc. | Coated substrates |
| US5317132A (en) * | 1986-03-24 | 1994-05-31 | Ensci, Inc. | Heating elements containing electrically conductive tin oxide containing coatings |
| US5549990A (en) * | 1986-03-24 | 1996-08-27 | Ensci Inc | Battery element containing porous particles |
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