Brevet FR2346866A1 — publié le 19771028

La présente invention a pour objet un procédé de faarication d'une électrode à air recharezeable. On rappelle que de telles électrodes comportant en genéral du carbone et un produit hydrophobe sont utilisées dans certains types de générateurs électrochimiques où elles sont aptes a consommer l'oxygène de l'air en décharge et inversement à dégager de ltoxygène sous faible polarisation en charge. Il est donc aisément concevable oue de la qualité et de l'efficacité d'une telle électrode à air, dépendent, toutes choses égales par ailleurs, les performances du genérateur dans son ensemble, en particulier, tension et puissance. La Demanderesse a constaté, à l'issue de travaux systématiques portant sur la nature du carbone utilisé, les proportions de carbone et de produit hydrophobe, ainsi que sur les conditions de preparation des composants, que seuls des carbones issus de la dissociation de l'oxyde de carbone dits carbones ex CO" permettaient d'obtenir des électrodes à air rechargeables présentant des propriétés optimales, sous réserve cependant d'utiliser de tels carbones selon des proportions et des conditions de mise en oeuvre bien déterminées. C'est donc le but de la présente invention de proposer un procédé de fabrication d'une électrode à air, pouvant conférer à un générateur électrochimique, dans lequel elle se trouve intégrée, un rendement ainsi que des caractéristiques électriques maximalest, tout en présentant une très grande durée de vie. L'invention a donc pour but un procédé de fabrication d'une électrode à air rechargeable caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes successives suivantes : - On mélange, tout en agitant, une suspension aqueuse d'un agent hydrophobe et une poudre de carbone préparé par dissociation de ltoxyde de carbone de sorte que ladite électrode comporte en poids 32,5 à 48 Z dudit agent hydrophobe et 67,5 à ;2t dudit carbone. - On élimine au moins en partie liteau. - On comprime selon une pression comprise entre 40 et 250 Kg/cm2 maintenue durant 10 à 100 minutes le bateau ainsi obtenu sur une grille réalisée en un matériau electroniquement conducteur. - On réalise une cuisson de l'ensemble à une température comprise entre 270 et 3500 C maintenue durant 70 à 60 minutes. L'invention est illustrée sans être nullement limitée par les modes de réalisation qui suivent Or n-lanae une suspension aqueuse d'un agent hydrophobe tel que le poly: tétrafluoréthylène (PT@E) et du carbone de façon à obtenir après élimination de l'eau les pourcentages pondéraux suivants PTTF : 32,5 à 48 s Carbone : 67,5 à 52Z Selon l'invention, le carbone est un carbone dendritique dit "carbone ex GO" préparé par dissociation de l'oxyde de carbone, selon la réaction suivante 2 CO - > C02 + C réaction réalisée en présence de certains catalyseurs tels que le nickel, le fer, le cobalt. Le mélange ci-dessus est agité de façon à obtenir une pâte homogène. On élimine ensuite la majeure partie de l'eau soit par filtration sous vide, soit par évaporation. Le gâteau ainsi obtenu est disposé sur une grille de nickel et l'ensemble est comprimé dans un moule sous une pression comprise~ entre 40 et 250 Kg/cm2 maintenue 10 à 100 minutes de telle sorte que ladite~grille soit enrobée dans le gâteau. On procède alors à une cuisson d'un tel ensemble et à une température comprise entre 2700 et 3500 C maintenue 20 à 60 minutes. -# Après refroidissement, l'électrode est apte à être directement utilisée dans un générateur électrochimique. r De telles électrodes soumises à des cycles de charge et décharge alternés et cela sous des densités de courant de l'ordre de 10 à 20 mA/cm2pr#sentent des potentiels compris entre 700 et 800 m V par rapport à l'électrode normale à hydrogène, potentiels qui demeurent sensiblement constants même tapres 1500 cycles tels que décrits ci-dessus. A titre de mode de réalisation#préférè selon l'inventl#n, on a préparé selon le procédé décrit dans ce qui précède une électrode à air formulée comme suit PTFE 48 7 Carbone 52 v La compression a été effectuée sous une pression de 250 Kg/cm2 maintenue 50 minutes et la cuisson réalisée à une température de 3500 maintenue 30 minutes. Une telle électrode testée à la manière indiquée cidessus présente un potentiel de 800 m V qui s'est maintenu constant même à l'issue de 500 cycles charge - décharge tel que décrits cidessus. Les électrodes à air préparées conformément à l'invention trouvent des applications avantageuses dans les génétateurs zinc/air rechargeables. Bien entendu l'invention n'est nullement limite aux modes de réalisation décrits, mais elle en couvre au contraire toutes les variantes. REVF#:D ICATIONS 1/ Procédé de fabrication d'une électrode à air rechargeable caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes successives suivantes. - On mélange tout en agitant une suspension aqueuse d'un agent hydrophobe et une poudre de carbone préparé par dissociation de l'oxyde de carbone de sorte que ladite électrode comporte en poids 32,5 à 48 Z dudit agent hydrophobe et 67,5 à 52Z dudit carbone. - On élimine au moins en partie l'eau. - On comprime selon une pression comprise entre 40 et 250 Kg/cm2 maintenue durant 10 à 100 minutes le gâteau ainsi obtenu sur une grille réalisée en un matériau électroniquement conducteur. - On réalise une cuisson de l'ensemble à une température comprise entre 270 et 3500 C maintenue durant 20 à 60 minutes. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit agent hydrophobe comporte du polytétrafluorethylène. 3/ Electrode à air fabriquée selon l'une des revendications précédentes. 4/ Générateur électrochimique comportant au moins une électrode à air selon la revendication 3.