Placa de electrodo para una batería.

Un placa de electrodo para una batería que comprende:

una pluralidad de electrodos (112) que forman una retícula,

teniendo dicha retícula un espesor y una pluralidadde espacios dispuestos entre dichos electrodos (112) de dicha retícula;

una pasta (114) dispuesta en dichos espacios, teniendo dicha pasta (114) una superficie superior y unasuperficie inferior;

un estrechamiento (122, 124) de dicha pasta (114) en dichos espacios, definiendo dicho estrechamiento (122,124) una distancia entre dicha superficie superior y dicha superficie inferior, siendo dicha distancia menor quedicho espesor;

una capa de retención (130, 132) unida a al menos una de dicha superficie superior o dicha superficie inferiorsin que sustancialmente nada de dicha pasta (114) esté en un lado de dicha capa de retención (130, 132)opuesto a los electrodos (112);

en la que tras el montaje de la placa de electrodo en el interior de la batería, el electrolito (116) puede penetraren un área entre dichos electrodos definida por dicho estrechamiento (122, 124).

Placa de electrodo para una batería Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención es en el campo de baterías de ácido con plomo, la estructura de las placas para baterías de acido con plomo y procedimientos de fabricación de las mismas.

Técnica relacionada Tradicionalmente, las baterías de ácido con plomo han incluido placas positivas y placas negativas que están sumergidas en electrolito y selladas para fabricar la batería. Cada una de las placas está formada esencialmente por dos elementos. Los dos elementos de la placa incluyen una retícula tal como la que se muestra en la Figura 1 que es un material electro-conductor tal como plomo. La retícula comprende un electrodo. La placa se completa por medio de intercalado de esta retícula en una pasta electroconductora y que es de consistencia como un material de tipo arcilla. El material activo positivo (PAM) o material activo negativo (NAM) rellena los espacios entre las líneas de la retícula o los electrodos. Estos espacios, cuando se llenan con la pasta, son denominados microgránulos. El recubrimiento de la retícula de electrodo con la pasta también establece una capa fina de pasta sobre la parte superior y la parte inferior de los electrodos. Cuando se produce el curado posterior y la inmersión en el electrolito, la pasta crea una trayectoria electroactiva entre los electrodos y el electrolito. Esta electroactividad de la pasta es elevada cerca de los electrodos y disminuye significativamente a medida que aumenta la distancia a los electrodos. Además, la estructura de placa de la técnica anterior, el centro del microgránulo, que está en la parte más alejada de los electrodos, es significativamente menos electroactiva que la pasta curada que se encuentra en posición inmediatamente adyacente a los electrodos.

La Figura 2a muestra la placa positiva típica de la estructura de la técnica anterior. Muestra un corte transversal de la retícula mostrada en la Figura 1. Los electrodos 12 están intercalados en la pasta 14 que forma la placa. Posteriormente, se monta la placa en la batería de manera que esté rodeada por el electrolito 16. Como se observa mejor en la Figura 2b esta estructura crea áreas de elevada electroactividad entre el electrodo 12 y el electrolito 16, áreas que vienen indicadas como 18. No obstante, las áreas de baja electroactividad 20 también se crean por medio de la estructura de la técnica anterior. Las áreas de baja electroactividad 20 añaden peso a la batería sin añadir potencia o capacidad y, en este sentido, se desperdicia eficazmente espacio.

No obstante, la estructura tiene dos ventajas. En primer lugar, es fácil de mantener. En segundo lugar, es suficientemente robusta como para resistir la rotura durante el montaje y la fisuración durante los ciclos repetidos de uso de la batería. Además, por cuestiones de resistencia estructural, la simplicidad, conveniencia de fabricación y rendimiento se ven afectados.

Sumario de la invención La invención es un aparato de placa de electrodo y procedimiento de fabricación que mantiene un espesor de pasta electroactiva entre el electrodo y el electrolito que es suficientemente pequeño para mantener una elevada electroactividad, eliminando áreas de pasta de material activo menos eficaz en el espacio del centro de cada microgránulo. La presente invención complementa las técnicas de fabricación actualmente dispersas en cuanto a un menor coste de implementación de estructuras de rendimiento más elevado.

En un aspecto de la invención, una placa para batería comprende una pluralidad de electrodos configurados como retícula. La retícula define una pluralidad de espacios. Se coloca una pasta en el interior de cada uno de los espacios y se puede extender sobre la superficie superior de los electrodos que comprenden la retícula y bajo la superficie inferior de los electrodos que comprenden la retícula. La pasta se ondula o indenta en una ubicación sustancialmente en el centro de cada uno de la pluralidad de los espacios, de manera que la placa es más estrecha dentro de los espacios y más ancha en los electrodos de la retícula. Se incorpora una capa de retención en la superficie superior de la pasta y se puede incorporar una segunda capa de retención en la superficie inferior de la pasta. En un aspecto de la invención, la capa de retención puede estar formada por fibra de vidrio o una poliolefina tal como polietileno, polipropileno o poliéster.

En otro aspecto de la invención, los electrodos incluyen una capa de espuma de carbono interpuesta entre la retícula de electrodo, por ejemplo formada por plomo, y la capa de pasta electroactiva. En dicha realización, se puede incorporar la espuma de carbono por un lado en la placa curada, construida y dispuesta para ser la placa negativa y por otro, se puede interponer separadamente en la placa curada, construida y dispuesta para ser la placa positiva. En otro aspecto de la invención, se incorpora la estructura estrecha que tiene la capa de retención únicamente en la placa positiva.

Otro aspecto de la invención es un procedimiento de fabricación de la estructura anterior. De acuerdo con el procedimiento de la presente invención, se empasta la retícula de electrodo de acuerdo con técnicas conocidas.

Posteriormente, se hace avanzar la retícula de electrodo con pasta nueva entre rodillos, al menos uno de los cuales presenta textura con el fin de provocar la indentación de los espacios entre los electrodos de la retícula. Ventajosamente, se puede fijar la capa o capas de retención a una superficie superior y/o inferior de la placa con pasta por medio de interposición de una capa de fibra de vidrio o un material de poliolefina entre la placa con pasta y uno o ambos rodillos a medida que se produce el avance de la placa con pasta entre los rodillos. De este modo, posteriormente se puede llevar a cabo el curado de las placas con pasta montadas con las capas de retención, de acuerdo con técnicas conocidas.

De este modo, se "acolcha" la estructura de la placa positiva de la presente invención de manera que se genera una indentación, estrechamiento u orificio sustancialmente en el centro de cada microgránulo, con el fin de que el espacio estrecho u orificio se puedan rellenar con el electrolito, consiguiendo de este modo un aumento ventajoso de rendimiento. Ventajosamente la capa de retención fortalece toda la estructura.

Otras áreas de aplicabilidad de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación. Debería entenderse que se pretende que la descripción detallada y los ejemplos específicos, al tiempo que indican la realización preferida de la invención, sirvan únicamente como finalidad de ilustración y no se pretende que limiten el alcance de la invención.

Breve descripción de los dibujos Se llegará a comprender totalmente la presente invención a partir de la descripción detallada y de los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un dibujo de una retícula de electrodo.

La Figura 2A es una corte transversal de una placa de electrodo de la técnica anterior.

La Figura 2B es un corte transversal de una placa de electrodo de la técnica anterior.

La Figura 3 es un corte transversal de una placa de electrolito de la presente invención que muestra el electrolito.

La Figura 4 es un corte transversal de la presente invención que muestra las capas de retención.

La Figura 5 es un corte transversal de un equipo de montaje que ejecuta el procedimiento de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas La siguiente memoria descriptiva de la (s) realización (es) preferida (s) es únicamente a modo de ejemplo en cuanto a naturaleza y no se pretende en modo alguno que limite la invención, su aplicación o sus usos.

La Figura 3 es un corte transversal de la estructura de la placa positiva de la presente invención. En ellas se muestran los electrodos 112. Están completamente rodeados e intercalados en una pasta 114 de material activo. No obstante, un área 120 entre las retículas tiene un espesor más estrecho de la pasta de material activo o no tiene en absoluto pasta de material activo, comprendiendo de este modo un orificio 124.

La Figura 3 muestra la estructura de una placa positiva tras el montaje en una batería. Por consiguiente, se puede ver el electrodo 116 que rodea la estructura de la placa. Se ha fabricado la placa con centros de microgránulo estrechados u orificios 120, de manera que tras el montaje el electrolito penetra en estos espacios. Como resulta evidente, se han eliminado los espacios que eran áreas de baja electroactividad en las estructuras de la técnica anterior (20 en la... [Seguir leyendo]

1. Un placa de electrodo para una batería que comprende:

una pluralidad de electrodos (112) que forman una retícula, teniendo dicha retícula un espesor y una pluralidad de espacios dispuestos entre dichos electrodos (112) de dicha retícula; una pasta (114) dispuesta en dichos espacios, teniendo dicha pasta (114) una superficie superior y una superficie inferior; un estrechamiento (122, 124) de dicha pasta (114) en dichos espacios, definiendo dicho estrechamiento (122, 124) una distancia entre dicha superficie superior y dicha superficie inferior, siendo dicha distancia menor que dicho espesor; una capa de retención (130, 132) unida a al menos una de dicha superficie superior o dicha superficie inferior sin que sustancialmente nada de dicha pasta (114) esté en un lado de dicha capa de retención (130, 132) opuesto a los electrodos (112) ; en la que tras el montaje de la placa de electrodo en el interior de la batería, el electrolito (116) puede penetrar en un área entre dichos electrodos definida por dicho estrechamiento (122, 124) .

2. La placa de la reivindicación 1 consistiendo además en que dicha placa es una placa positiva.

3. La placa de la reivindicación 1 consistiendo además en que dicha capa de retención (130, 132) es porosa.

4. La placa de la reivindicación 3, consistiendo además en que dicha porosidad de dicha capa de retención (130, 132) es sustancialmente de aproximadamente el 60 por ciento o más.

5. La placa de la reivindicación 1, en donde dicha capa de retención (130, 132) tiene un espesor de hasta aproximadamente un milímetro.

6. La placa de la reivindicación 1, consistiendo además en que dicha capa de retención (130, 132) es tejida.

7. La placa de la reivindicación 1, consistiendo además en que dicha capa de retención (130, 132) está formada por un material seleccionado entre el grupo que consiste en: fibras de vidrio, polietileno, poliéster y polipropileno.

8. La placa de la reivindicación 1, en la que dicha capa de retención (130, 132) permanece en contacto con una de dicha superficie superior o dicha superficie inferior de dicha pasta (114) dentro de dicho estrechamiento (122, 124) .

9. La placa de la reivindicación 1 consistiendo además en que dicho estrechamiento (122, 124) es un orifico pasante (124) .

10. La placa de la reivindicación 9 en la que una capa de retención superior (130) y una capa de retención inferior

(132) se tocan una con otra en dicho orificio pasante (124) .

11. La placa de la reivindicación 1 consistiendo además en que dichos electrodos (112) incorporan espuma de carbono.

12. La placa de la reivindicación 1 consistiendo además en que dicho espesor incluye una capa de pasta (114) sobre dichos electrodos (112) .

13. Un procedimiento de fabricación de una placa de electrodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende:

formar una pasta (114) sobre una retícula de electrodo formada por una pluralidad de electrodos (112) y una pluralidad de espacios dispuestos entre dichos electrodos (112) ; indentar la pasta (114) en dicha pluralidad de espacios de manera que dicha pasta (114) sea más estrecha en dichos espacios que sobre dichos electrodos (112) ; grabar sobre al menos una superficie superior o una superficie inferior de dicha pasta (114) una capa de retención (130, 132) , de manera que sustancialmente nada de pasta sólida (114) esté sobre un lado de dicha capa de retención (130, 132) opuesto a los electrodos (112) ; de manera que tras el montaje de la placa de electrodo en el interior de una batería, un electrolito (116) pueda penetrar en un área entre dichos electrodos (112) definida por dicha indentación.

14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que la etapa de indentación comprende hacer penetrar la retícula de electrodo que contiene dicha pasta (114) en el interior de un conjunto de rodillos (150) en el que los realces (150) engranan la pasta (114) en dicha pluralidad de espacios e indentan la pasta (114) .

15. El procedimiento de la reivindicación 13 que además comprende dicha etapa de indentación y dicha etapa de grabado que son sustancialmente simultáneas.