Batería de plomo-ácido y método de fabricación de una placa de condensador negativa de material compuesto para su uso en una batería de plomo-ácido.

Un método de producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido caracterizado por que el método incluye las etapas de:



(i) preparar una mezcla de carbono en forma de una pasta o una suspensión, donde la mezcla de carbono comprende una cantidad mezclada de 5 a 70 partes en peso de un primer material de carbono, de 20 a 80 partes en peso de un segundo material de carbono, de 1 a 20 partes en peso de un aglutinante, y un espesante en una cantidad inferior a 10 partes en peso mediante la mezcla de dos tipos de materiales de carbono que consisten en un primer material de carbono que tiene electroconductividad y un segundo material de carbono que tiene capacitancia de condensador y/o capacitancia de seudocondensador, y al menos un aglutinante y un espesante;

(ii) formar una lámina de mezcla de carbono;

(iii) adherir por presión dicha lámina de mezcla de carbono formada en la etapa (ii) a al menos una parte de la superficie de la placa rellena de material activo negativo en estado húmedo; y

(iv) secar la placa rellena de material activo negativo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2010/064985.

Solicitante: THE FURUKAWA BATTERY CO., LTD.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 4-1, HOSHIKAWA 2-CHOME HODOGAYA-KU YOKOHAMA-SHI KANAGAWA 240-0006 JAPON.

Inventor/es: SHIBATA, SATOSHI, LAM,Lan Trieu, HAIGH,Nigel Peter, FURUKAWA,JUN, TAKADA,TOSHIMICHI, MONMA,DAISUKE, AKASAKA,YUICHI, LOUEY,ROSALIE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01M4/14 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01M PROCEDIMIENTOS O MEDIOS, p. ej., BATERIAS, PARA LA CONVERSION DIRECTA DE LA ENERGIA QUIMICA EN ENERGIA ELECTRICA. › H01M 4/00 Electrodos. › Electrodos para acumuladores de plomo.
  • H01M4/20 H01M 4/00 […] › de electrodos empastados.
  • H01M4/21 H01M 4/00 […] › Secado de los electrodos empastados.
  • H01M4/62 H01M 4/00 […] › Empleo de sustancias específicas inactivas como ingredientes para las masas activas, p. ej. aglomerantes, cargas.

PDF original: ES-2537214_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Batería de plomo-ácido y método de fabricación de una placa de condensador negativa de material compuesto para su uso en una batería de plomo-ácido

Campo técnico

La presente invención se refiere a la placa negativa híbrida construida de manera que se recubre la superficie de una placa negativa con una mezcla de carbono porosa preparada mediante la mezcla de dos tipos de materiales de carbono que consisten en un primer material de carbono que tiene electroconductividad y un segundo material de carbono que tiene capacitancia de condensador y/o capacitancia de seudocondensador, y al menos un aglutinante, y a una batería de almacenamiento de plomo-ácido provista de la placa negativa híbrida.

Antecedentes de la técnica

En la publicación nacional N° 27-5623 de la versión japonesa traducida, se propone una invención que se refiere a la producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido mediante el recubrimiento de la superficie de una placa negativa, en concreto, de una placa rellena de material activo de plomo con una capa de mezcla de carbono porosa formada mediante la aplicación de una mezcla de carbono preparada mezclando al menos dos tipos de materiales de carbono, seleccionados entre un primer material de carbono que tiene electroconductividad y un segundo material de carbono que tiene capacitancia de condensador y/o capacitancia de seudocondensador, y al menos una aglutinante, a la placa negativa, y luego el secado, que es capaz de prolongar espectacularmente un ciclo de vida de la batería debido a la función del condensador de la misma incluso en la repetición del ciclo rápido de carga-descarga en PSOC.

Los documentos W28/113133 y JP2847452 desvelan métodos de producción de electrodos para baterías de plomo-ácido.

Referencias de la técnica anterior

Referencia de patentes

Publicación nacional de referencia de patente 1 N° 27-5623 de la versión traducida japonesa.

Sumario de la invención

Problema por resolver mediante la invención

La Invención anteriormente mencionada es, en concreto, un método de producción de una placa negativa híbrida mediante la aplicación de la mezcla de carbono anteriormente mencionada en forma de una pasta sobre la superficie de una placa rellena de material activo de plomo, seguida del secado para formar sobre la misma una capa de mezcla de carbono porosa.

En dicho caso donde una placa negativa se recubre con una mezcla de carbono para producir una placa negativa híbrida, la placa negativa preparada mediante el rellenado de un sustrato reticular de colector de corriente con un material activo negativo contiene mucha humedad y es blanda, y por lo tanto, si se recubre su superficie con una mezcla pastosa de carbono usando un raspador, se produce el Inconveniente de que el material activo se raspe parcialmente o de que la mezcla de carbono aplicada se desprenda parcialmente tras el secado debido a la baja adherencia de la misma a la placa negativa. Por consiguiente, para evitar los inconvenientes, después de envejecer la placa negativa húmeda anteriormente mencionada para convertirla en una placa envejecida o de secarla para convertirla en un placa negativa seca como una placa rellena seca, se ha de recubrir la superficie de la misma con una mezcla pastosa de carbono. En este caso, como métodos de recubrimiento, se consideran un método de recubrimiento de una mezcla de carbono en forma de pasta o suspensión sobre la superficie de una placa negativa seca usando un raspador o similar, un método de recubrimiento de la misma usando un cepillo, un método de Impresión o similares. Sin embargo, cuando se usa cualquiera de estos métodos de recubrimiento, después del recubrimiento, se requiere una nueva etapa de secado, y por lo tanto, esto supone el problema de que la operación de producción de la placa negativa híbrida se vuelve Ineficaz.

Además, incluso en el caso de la producción continua de una placa negativa en un sistema continuo de colada o expansión, los electrodos negativos continuos, una vez cortados, son envejecidos y secados uno a uno, y posteriormente recubiertos con una mezcla de carbono, de modo que la eficacia operativa se reduce notablemente.

Es más, si la superficie de la placa negativa en estado seco se recubre con una mezcla de carbono, se forma una capa de recubrimiento de una mezcla de carbono densa, y esta capa a menudo dificulta el movimiento de una solución electrolítica hacia la placa negativa que se encuentra en el interior de la capa de recubrimiento y, por consiguiente, se reduce el rendimiento de descarga.

En vista de la técnica anterior mencionada anteriormente, la presente invención va a resolver los problemas de la técnica anterior de la invención convencional y proporcionar un método de producción de una placa negativa híbrida capaz de simplificar la etapa de producción y de mejorar la eficacia de producción, y una batería de almacenamiento de plomo-ácido proporcionada con la placa negativa híbrida mejorada en cuanto a las características de la batería.

Medios para resolver el problema

La invención es, como se describe en la reivindicación 1, un método de producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido producida mediante la aplicación en la superficie de una placa rellena de material activo negativo de una mezcla de carbono que se prepara mediante la mezcla de dos tipos de materiales de carbono que consisten en un primer material de carbono que tiene electroconductividad y un segundo material de carbono que garantiza la capacitancia del condensador y/o la capacitancia del seudocondensador, y al menos un aglutinante, donde se adhiere por presión una lámina de mezcla de carbono preparada mediante la formación de una lámina de la mezcla de carbono al menos en una parte de la superficie del material activo negativo en estado húmedo y, a continuación, el secado.

La invención como se describe en la reivindicación 2 o 3, se caracteriza por que la formación de la lámina de mezcla de carbono se realiza mediante un método de formación por extrusión o un método de recubrimiento con la mezcla de carbono, o la lámina de mezcla de carbono es recibida por un soporte de lámina porosa para darle forma

de lámina sobre el mismo.

Además, la invención como se describe en la reivindicación 4, se caracteriza por que se forma una lámina con la mezcla de carbono y, a continuación, se presiona.

Además, la invención como se describe en la reivindicación 5 o 6, se caracteriza por que al menos uno seleccionado del grupo de un polvo de cinc, un polvo de alcanfor, un polvo de naftaleno y un polvo de aluminio se añade a la mezcla de carbono como agente de formación de poros.

Además, la invención como se describe en la reivindicación 7, se caracteriza en una batería de almacenamiento de plomo-ácido que se proporciona con la placa negativa híbrida producida mediante el método de producción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 mencionadas anteriormente.

Efecto de la invención

De acuerdo con la invención de la reivindicación 1, 2 o 3, la placa negativa híbrida se puede producir con una buena eficacia de trabajo y mejor productividad, y dado que la superficie de la placa rellena de material activo negativo se recubre con una lámina de mezcla de carbono porosa en estado adherido, se puede producir una placa negativa híbrida de buena calidad que permita el movimiento y el suministro de una solución electrolítica hacia el lado interno y evite la degradación del material activo de plomo, y que también genere mejoras en las características de descarga rápida y las características de descarga a baja temperatura en PSOC de la batería de almacenamiento de plomo-ácido.

Además, de acuerdo con la invención de la reivindicación 4, dado que se forma una lámina con la mezcla de carbono, que se seca y luego se presiona, se puede garantizar con facilidad el recorrido de electroconducción en la mezcla de carbono y, por consiguiente, se puede reducir la cantidad del primer material de carbono que tiene electroconductividad en la mezcla de carbono. Por consiguiente, se hace posible fabricar la capa de mezcla de carbono más fina, y se hace posible reducir la resistencia Interna de la batería de almacenamiento de plomo-ácido al reducir el espesor de la capa de mezcla de carbono.

Además, de acuerdo con la invención de la reivindicación 5 o 6, mediante la adición de un agente de formación de poros seleccionado del grupo de un polvo de cinc, un polvo de alcanfor, un polvo de naftaleno y un polvo de aluminio, a la mezcla de carbono, se aumenta la porosidad de la capa de mezcla de carbono,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido caracterizado por que el método incluye las etapas de:

(i) preparar una mezcla de carbono en forma de una pasta o una suspensión, donde la mezcla de carbono comprende una cantidad mezclada de 5 a 7 partes en peso de un primer material de carbono, de 2 a 8 partes en peso de un segundo material de carbono, de 1 a 2 partes en peso de un aglutinante, y un espesante en una cantidad inferior a 1 partes en peso mediante la mezcla de dos tipos de materiales de carbono que consisten en un primer material de carbono que tiene electroconductividad y un segundo material de carbono que tiene capacitancia de condensador y/o capacitancia de seudocondensador, y al menos un aglutinante y un espesante;

(ii) formar una lámina de mezcla de carbono;

(iii) adherir por presión dicha lámina de mezcla de carbono formada en la etapa (ii) a al menos una parte de la superficie de la placa rellena de material activo negativo en estado húmedo; y

(iv) secar la placa rellena de material activo negativo.

2. El método de producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de carbono se convierte en una lámina mediante un método de formación por extrusión o un método de recubrimiento.

3. El método de producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de carbono se convierte en una lámina mediante la deposición de la mezcla de carbono sobre una lámina porosa.

4. El método de producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la mezcla de carbono se convierte en una lámina y luego se prensa.

5. El método de producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que se añade un agente de formación de poros a la mezcla de carbono.

6. El método de producción de una placa negativa híbrida para una batería de almacenamiento de plomo-ácido de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el agente de formación de poros es al menos uno seleccionado del grupo de un polvo de cinc, un polvo de alcanfor, un polvo de naftaleno y un polvo de aluminio.


 

Patentes similares o relacionadas:

Materiales fibrosos y electrodos de los mismos, del 20 de Febrero de 2019, de ISTVAN, RUDYARD LYLE: Un electrodo que comprende: un colector de corriente; y un material fibroso que cubre al menos una porción del colector de corriente, en […]

Dispositivo electroquímico a base de partículas secas y métodos de fabricación del mismo, del 13 de Febrero de 2019, de MAXWELL TECHNOLOGIES, INC.: Un electrodo para un dispositivo de almacenamiento de energía, caracterizado por que comprende una película de electrodo seco, comprendiendo la película […]

Acumulador de litio, del 11 de Febrero de 2019, de HE3DA s.r.o: Acumulador de litio sin marco que comprende un alojamiento con al menos una célula de acumulador, comprendiendo la al menos una célula de acumulador: un primer colector […]

Batería que tiene una estructura de electrodo que incluye fibra metálica y procedimiento de preparación de la estructura de electrodo, del 16 de Enero de 2019, de Jenax Inc: Una batería que comprende una estructura de electrodo, comprendiendo la batería: una red conductora que tiene una estructura no tejida que se forma usando […]

Dispositivos de almacenamiento de energía que comprenden aditivos basados en carbono y sus métodos de fabricación, del 16 de Enero de 2019, de EXIDE TECHNOLOGIES: Un dispositivo de almacenamiento de energía , que comprende: un electrodo que comprende plomo ; un electrodo que comprende dióxido […]

Procedimiento de preparación de un electrodo a partir de un material poroso, electrodo así obtenido y sistema electroquímico correspondiente, del 13 de Diciembre de 2018, de HYDRO-QUEBEC: Procedimiento de preparación de un ánodo para sistema electroquímico a partir de un material poroso, siendo dicho ánodo a base de silicio poroso […]

Materiales activos para baterías de iones de litio, del 13 de Diciembre de 2018, de CABOT CORPORATION: Una formulación de cátodo que comprende: un primer material electroactivo basado en iones de litio que tiene una distribución de tamaño de partícula […]

Membranas basadas en poliuretano y/o separadores para celdas electroquímicas, del 5 de Diciembre de 2018, de LUBRIZOL ADVANCED MATERIALS, INC.: Una membrana que comprende (a) una composición de poliuretano termoplástico de poli(éster de dialquileno) hecha reaccionando (i) al menos un intermedio […]

Otras patentes de la CIP H01M4/62