Brevet FR2203178A1 — publié le 19740510

L'invention concerne un accumulateur au plomb à électrodes bipolaires. On sait que des feuilles à couches conductrices sont des feuilles plus ou moins pliables, d'épaisseurs diverses, qui disposent d'une conductivité électronique relativement bonne. Dans le domaine technique des batteries, on utilise de telles feuilles notamment comme couches conductrices de séparation pour la fabrication de piles sèches à plusieurs éléments de type bipolaire. La feuille utilisée dans ce cas se compose principalement de graphite et d'un liant organique tel que le polyisobutylène. Les piles de type bipolaire se caractérisent par une structure simple, peu encombrante, légère, et elles supportent des décharges élevées. Cependant, les couches de séparation connues jusqu 'à présent n'ont pas été mises en oeuvre dans des accumulateurs au plomb à électrodes bipolaires car il se produit une oxydation électrochimique du graphite au cours de la charge. On connait déjà des accumulateurs au plomb de type bipolaire dans lesquels la cloison de séparation est constituée par du plomb métallique. Ces accumulateurs supportent des décharges très élevées, mais ils ne présentent pas une énergie massique importante ; en effet à l'usage le plomb ne résiste pas non plus à l'owydation et il est nécessaire de prévoir une épaisseur relativesent grande de la cloison de séparation en plomb pour éviter la formation rapide de trous et donc la création de court-circuits internes. L'invention a pour but de mettre au point un accumulateur au plomb à électrodes bipolaires qui possède une cloison de séparation résistant à l'oxy- dation et dont la résistance interne soit maintenue à une valeur suffis#nt faible pour permettre des densités de courant élevées. Selon l'invention, la cloison de séparation est réalisée en feuilles à couches conductrices, et la feuille déposée au contact de la matière active positive comporte comme matériau conducteur du peroxyde de plomb. L'acctm'ulateur au plomb selon l'invention sera décrit ci-dessous en détail à l'aide des figures 1 eeX2 annexées. La figure I illustre la structure d'un élément d'accumulateur au plomb bipolaire conforme 8 l'invention; La cloison de séparation I consiste en une feuille à couches conductrices 11 et en une feuille à couches conductrices 12 ; la feuille 11, de type classique, disposée au contact de la matière active négative 3, comporte par exemple du graphite conne matériau conducteur et du polyisobutylène comme liant ; la feuille 12, disposée au contact de la matière active positive 2, comporte Pb02 comme matériau conducteur et par exemple du polytetrafluorethyline comme liant. On peut envisager l'utilisation de 3 à 30 Z en poids de liant ; on obtient une résistance électrique particulièrement basse de la cloison de séparation et en même temps une bonne résistance mécanique, si l'on utilise 10 Z en poids de liant. il est possible également de réaliser la feuille à couches conductrices sans utiliser de liant ou en ajoutant très peu de liant ; comme limite supérieure on considère l'addition de 50 Z en poids de liant. La cloison de séparation 1 est montée dans le bac 4 de façon étanche. Plusieurs éléments d'accumulateurs au plomb analogues à celui qui vient d'être décrit peuvent etre assemblés conformément au schéma de la figure 2 pour former une batterie d'accumulateurs selon ltinvention. Sur cette figure la référence 5 désigne un électrolyte fluide ou solidifié, et éventuellement des séparateurs ; la référence 6 désigne des capsules en caoutchouc fonctionnant comme soupapes ; la référence 7 désigne le bac. Pour fabriquer un accumulateur selon l'invention on mélange du peroxyde de plomb en poudre avec une émulsion de polytétrafluoréthylene pour obtenir une pâte homogène qui est ensuite séchée à une température élevée. La substance séchée est alors laminée de manière à constituer une feuille à couches conductrices, cette dernière étant laminée avec une feuille classique 11 pour donner la cloison de séparation 1 selon l'invention. Dans certaines conditions la feuille à couches conductrices 12 peut constituer à elle seule une cloison de séparation ; en vue d'augmenter la résistance mécanique et l'étanchéité, il est particulièrement avantageux de laminer deux ou plusieurs feuilles à couches conductrices 12 pour réaliser une seule cloison de séparation 1. La grosseur des grains de poudre de PbO2 ainsi que, le cas échéant, celle des grains de liant importe peu. On peut également mélanger de la poudre sèche de polytétrafluoréthylène avec de la poudre de PbO2. Après avoir déposé les deux matières actives 2, 3 respectivement sur les deux faces de la cloison de séparation 1, on introduit l'ensemble dans le bac 7 de l'accumulateur, ladite cloison de séparation 1 étant montée de façon étanche dans ledit bac. L'avantage essentiel d'une telle feuille à couches conductrices réside dans sa haute résistance à l'oxydation qui n'est plus fonction de la matière conductrice (PbO2) mais du liant. Si l'on choisit comme liant le polytétrafluoréthylène, l'oxydation électrochimique de la feuille, au moins par l'oxygène, n'est plus possible. Pour éviter une réduction de l'oxyde de plomb sur la face de la feuille associée à la matière active négative, on dispose sur cette face une deuxième couche irréductible d'une feuille à couches conductrices classique. Dans certaines conditions une telle feuille classique peut être supprimée. En raison de sa haute résistance à l'oxydation, la cloison de séparation selon l'invention peut être assez mince, par exemple présenter une épaisseur inférieure à un millimètre, de sorte qu' il est possible d'obtenir des densités de courant suffisamment élevées. REVENDICATIONS 1/ Accumulateur au plomb à électrodes bipolaires, caractérisé en ce que la cloison de séparation (1) est constituée par des feuilles à couches conductrices (11, 12) et que la feuille (12) disposée au contact de la matière active positive (2) possède comme matériau conducteur du peroxyde de plomb. 2/ Accumulateur au plomb selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite feuille (11) disposée au contact de la matière active négative (3) possède comme matériau conducteur du peroxyde de plomb. 3/ Accumulateur au plomb selon l'une des revendications I et 2, caractérisé en ce que lesdites feuilles à couches conductrices (11, 12) contiennent un liant dans la proportion de 3 à 30 Z en poids. 4/ Accumulateur au plomb selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit liant est du polytétrafluoréthylène. 5/ Accumulateur au plomb selon l'une des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que la feuille à couches conductrices (11) disposée au contact de la matière active négative (3) contient comme matière conductrice du graphite et comme liant du polyisobutylène. 6/ Procédé de fabrication d'un accumulateur au plomb selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la poudre du peroxyde de plomb est mélangée avec une émulsion de polytétrafluoréthylène de manière à former une pâte homogène qui est ensuite séchée sous une température élevée, que la substance séchée est laminée pour former une feuille à couches conductrices (12) et que cette feuille est alors laminée avec une feuille à couches conductrices (11) pour obtenir une cloison de séparation (1).