Brevet FR2572854A1 — publié le 19860509

ACCUMULATEURS LEGERS ET INSULFATABLES AU PLOFIB La présente invention a pour objet un nouveau type d'accumulateur au plomb ainsi qu'un nouveau type d'électrolyte pouvant convenir aux accumulateurs au plomb. Un accumulateur classique comprend des éléments constitués par, à l'élec- trode négative, du plomb, et d'autre part,du bioxyde de plomb à l'électro- de positive. L'électrolyte utilisé est constitué par une solution aqueuse d'acide sulfurique. Le demandeur a cherché à supprimer le phénomène de sulfatation ainsi qu'à alléger la masse des éléments par le remplacement de l'électrode négative en plomb par un conducteur plus léger. L'invention est donc caractérisée par une électrode négative en fer mince, en graphite, feuille de cuivre ou laiton, en regard, avec ou sans séparateur, d'une électrode en plomb recouverte d'une couche d'oxyde ou de bioxyde de plomb égale ou supérieure à la couche de matière active d'un accumulateur classique, plongeant dans une solution galvanoplastique de sulfate de zinc d'une part, et,d'autre part,de régulateurs de déposition tels que sulfates alcalins et des traces de sulfates de métaux de transition tels que Co , Fe , Mn , Cu ++ ainsi que du mercure en traces, etc... Selon une autre caractéristique de cette invention, la concentration du sulfate de zinc peut varier de 30 gll à la saturation vers 1000 g/l environ. Conformément à l'invention, cet électrolyte peut contenir du sulfate de cadmium et en outre des sulfates de lithium, de tétraméthylammonium, de potassium, rubidium ou de coesium. En résumé, l'idée caractéristique de cette invention est de constituer après la charge un couple PbO2/Zn, en utilisant quelques notions de galvanoplastie. Dans l'état antérieur des techniques, il se formait des arborescences de zinc provoquant des courts circuits. Par contre, dans le cas présent, il ne se forme plus d'arborescences entraînant des courts circuits. En outre, le zinc déposé, avec ou sans cadmium ou mercure, relativement pur, n'est que difficilement attaqué par l'acide sulfurique libéré. Autrement dit, un accumulateur constitué selon l'invention sera donc formé comme suit à titre purement indicatif. A) Electrolyte On prépare par broyage et mélange la poudre suivante Sulfate de zinc, ZnS04 + 7 H20 287 g Sulfate de sodium anhydre Na2 SO 45 g 4 Sulfate de cobalt et sulfate mercurique traces 332 g On la dissout vers 150C dans de l'eau distillée jusqu a saturation, environ 1 kg/litre. B) Electrodes On constitue alors un ou plusieurs éléments d'accumulateurs avec 1) au pôle positif, une électrode de plomb recouverte d'une épaisse couche d'oxyde de plomb. 2) au ple négatif, un conducteur tel que ceux nommés ci-dessus, celui du prototype 2 ayant été réalisé en fer mince, un autre en feuille de laiton. Dimensions des électrodes 14 x 8 cm, F.E.M. en charge 2,5 V, F.E.M. circuit ouvert 2,3 V. Un autre exemple, une simple batterie d'accumulateurs au plomb pour automobile, vidée de son électrolyte à l'acide sulfurique, et remplie par l'électrolyte décrit plus haut, et qui au 29.10.84 a déjà subi 671 cycles charges/décharges, rentre lui aussi dans le cadre de l'invention. Il est bon de signaler que la résistance électrique intérieure a cet accumulateur s'en est trouvée diminuée 'notablement dans ce cas. Pour fixer les idées, un autre accumulateur pour automobile contenant de l'électrolyte classique constitué uniquement d'acide sulfurique 20 % manifeste des signes de faiblesse après seulement 30 cycles complets de charges et décharges. Il est bien entendu que l'invention n'est en aucune façon limitée au mode de réalisation décrit,mais elle en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1) Accumulateur insulfatable caractérisé par la présence dans l'électrolyte de zinc avec des sels alcalins avec ou sans métaux de transition ou matières colloîdales, avec ou sans traces de mercure en solution, ayant pour but de régulariser la couche de zinc déposée. 2) Accumulateur au plomb caractérisé par un électrolyte à base de sels de zinc, avec ou sans sels de cadmium, avec ou sans sels de métaux alcalins, de métaux de transition et mercure. 3) Accumulateur caractérisé par un électrolyte à base de sulfates de cobalt, de cadmium, avec ou sans sulfate de zinc, avec ou sans sels alcalins, métaux de transition ou de mercure. 4) Accumulateur selon les revendications 1, 2, 3 caractérisé par* une électrode négative constituée par un conducteur autre que le plomb, l'électrode positive ayant une épaisseur d'oxydes de plomb égale ou supérieure à celle d'un accumulateur classique. 5) Nous avons envisagé le cas d'un accumulateur satisfaisant aux revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par une électrode positive remplacée par du graphite ceint d'oxydes de plomb, au reste théorique, les essais réalisés à ce jour n' a- yant pas été concluants, le graphite se déliant pour une cause que nous nous efforçons actuellement de déterminer.