Patent EP-3701578-A2 (EP)
Inventor: CZERWINSKI ANDRZEJ
IPC: H01M4/16
Filed: 2018-10-24
Abstract: La présente invention concerne des composants d'une batterie au plomb-acide composite de type CLAB et une batterie au plomb-acide composite de type CLAB comprenant des collecteurs de courant composite légers ayant des substrats sans plomb constitués de carbone poreux conducteur produit sous forme d'éléments façonnés ayant une géométrie cible, une porosité et une architecture de surface souhaitées spécifiques. Des collecteurs de courant présentent une résistance mécanique accrue, une conductivité électrique accrue, une capacité accrue à utiliser la masse active remplissant le collecteur, et une réduction de la quantité de plomb utilisée pour leur construction. Les substrats de carbone des collecteurs de courant peuvent être produits de n'importe quelle forme, ce qui permet de produire des collecteurs de courant et des batteries de type CLAB de n'importe quelle forme. Grâce à la solution de la présente invention, les concepteurs de véhicules ou d'autres dispositifs nécessitant l'utilisation d'une batterie de démarreur ou d'une source d'énergie électrochimique ne seront pas limités par le besoin d'utiliser une chambre de batterie cuboïde standard. Un procédé de fabrication d'éléments façonnés en carbone poreux conducteur, à l'aide du processus de carbonisation de matériaux polymères, consistant à chauffer dans un environnement gazeux un matériau polymère imprégné d'une résine appropriée ou d'un mélange de résines, qui subit un durcissement thermique suivi d'une carbonisation dans une atmosphère anaérobie ou réductrice, selon la présente invention, est caractérisé en ce qu'un matériau polymère poreux est soumis à un prétraitement mécanique pour obtenir des éléments façonnés constitués d'un matériau polymère poreux présentant la géométrie souhaitée, en tenant compte des changements dimensionnels attendus pendant le processus de carbonisation, qui sont ensuite imprégnés d'une résine ou d'un mélange de résines, puis les éléments façonnés imprégnés sont éventuellement soumis à un usinage mécanique supplémentaire, puis les éléments façonnés sont durcis, puis intégré dans le support, l'ensemble est placé dans la chambre de carbonisation et carbonisé, ce qui conduit à la formation d'éléments façonnés constitués de carbone poreux conducteur d'une géométrie cible souhaitée sans nécessiter leur usinage mécanique supplémentaire. L'invention concerne un procédé de fabrication de collecteurs de courant d'une batterie au plomb-acide composite, le collecteur ayant un substrat constitué d'un matériau conducteur poreux sans plomb, revêtu au moins partiellement de plomb ou d'alliage de plomb et présentant un contact électrique, ledit procédé étant caractérisé en ce que le substrat constitué d'un matériau conducteur poreux sans plomb utilisé présente une résistance mécanique accrue, et a donc été fabriqué sous forme d'éléments façonnés à l'aide d'une géométrie cible, de dimensions, d'une forme, d'une architecture spatiale, d'un relief et d'une porosité spécifiques souhaitables, d'une manière qui ne nécessite pas d'usinage mécanique du matériau conducteur à partir duquel le substrat est fabriqué. L'invention concerne également un procédé d'introduction d'une masse active dans le collecteur de courant d'une électrode positive ou négative d'une batterie au plomb-acide, ledit collecteur étant équipé d'un contact électrique en plomb ou en alliage de plomb, à l'aide d'une forme présentant une forme interne et une profondeur identiques à la forme cible desdites électrodes, ladite forme étant constituée d'un matériau résistant à l'acide sulfurique (VI), de préférence en PTFE, ledit procédé étant caractérisé en ce que la masse active est introduite par agitation gravitationnelle, et un excès de pâte situé au-dessus du bord supérieur de la forme est collecté au moyen d'une racle ; une batterie au plomb-acide composite ayant au moins une cellule comprenant au moins une électrode positive, au moins une électrode négative, un électrolyte et des moyens d'assurer la circulation du courant, au moins une électrode ayant un collecteur de courant en substrat poreux sans plomb recouvert au moins partiellement d'une couche de surface en plomb ou en alliage de plomb, et remplie d'une masse active, cathodique ou anodique active appropriée, caractérisée en ce que les collecteurs de courant des électrodes comportent des substrats en matériau conducteur poreux sans plomb à résistance mécanique accrue, préalablement réalisés sous la forme d'éléments façonnés avec une géométrie cible, des dimensions, une forme, une architecture spatiale, un relief et une porosité souhaités spécifiques d'une manière qui ne nécessite pas d'usinage mécanique du matériau conducteur à partir duquel le substrat est fabriqué.