BRPI0610835A2 - eletrodo, célula quìmica, bateria ou célula de potência e método de feitura de um eletrodo - Google Patents

Abstract

ELETRODO, CELULA QUìMICA, BATERIA OU CELULA DE POTêNCIA E MéTODO DE FEITURA DE UM ELETRODO. Um eletrodo (30) compreende uma placa (31) que tem uma superfície maior à qual foi afixado um padrão elevado inicialrnente separado (32) para guiar a aplicação e/ou reter uma pasta de eletrólito adjacente à placa (31).

Description

ELETRODO, CÉLULA QUÍMICA, BATERIA OU CÉLULA DE POTÊNCIA EMÉTODO DE FEITURA DE UM ELETRODO

A invenção se refere a eletrodos para uso em umacélula eletroguímica ou bateria, por exemplo, uma bateriade ácido de chumbo bipolar.

É conhecido fazer muitos eletrodos de placa bipolarespara esta finalidade a partir de chumbo e de ligas dechumbo. De modo ideal, os eletrodos são muito finos, pararedução do tamanho e do peso da bateria, mas folhas finasde metal de chumbo e ligas de chumbo são difíceis de selarem torno das bordas. Um selo confiável é requerido embaterias bipolares para se evitar que percursos condutivosde eletrólito sejam formados de um lado da placa bipolarpara o outro, o que causaria uma autodescarga da bateria.Os eletrodos de placa não são inteiramente resistentes àcorrosão galvânica, o que resulta geralmente em umaporosidade através da placa na forma de microporosidades (eos eletrodos são pesados, se fabricados em uma espessuramaior para se superar este problema) . As propostas pararedução do peso efetivo do chumbo incluem o uso decerâmicas porosas com chumbo infiltrado nos poros (as quaisprecisam ser de seção razoavelmente espessa para seremmecanicamente robustas e, desse modo, são ainda maispesadas); e o uso de fibras de vidro e flocos revestidoscom chumbo, liga de chumbo ou oxido de estanho dopado, ouóxidos de chumbo como um particulado condutivo em umamatriz de resina termoplástica, mas tais eletrodos sãocomplexos e dispendiosos de se produzir. Materiais à basede carbono foram tentados, mas a maioria das formas ésuscetível à oxidação eletroquímica.As placas feitas exclusivamente de subôxidos de fasede Magneli de titânio (de fórmula geral Tin-02n-i (onde n éum inteiro maior do que 4 ou mais) satisfazem a muitos doscritérios acima. Contudo, eles são dispendiosos de sefabricar, são frágeis e não aceitam facilmenteparticularidades de superfície, por exemplo, para aceitareme reterem o revestimento de pasta de bateria.

Nós percebemos que placas podem ser feitas a partir domaterial de subóxido de titânio de Magneli em formaparticulada em uma matriz polimérica adequada, e a maioriade, se não todas essas fraquezas podem ser superadas.

De acordo com a invenção, é provido um eletrodo quecompreende uma placa que tem uma superfície maior à qualfoi afixado, por exemplo, após a placa de eletrodo serfeita, um padrão elevado para guiar a aplicação de e/ou aretenção de pasta de eletrólito adjacente à placa.

O eletrodo pode compreender um corpo substancialmentesem poro conformado de resina endurecida, o corpo tendopercursos elétricos definidos pelo contato de partículas desubóxido de titânio da fórmula Tin-02n-i-

O subóxido de titânio particulado preferencialmente éselecionado para prover um alto nível de condutividade;TÍ4O7 e TÍ5O9 são preferidos. Alguns subôxidos têm baixacondutividade e resistência à corrosão ruim e,preferencialmente, são evitados; um exemplo é Ti305. Emboraas partículas possam ser providas como uma mistura dasfases de Magneli, é importante que a presença de óxidosmais baixos, tais como TiO, Ti203, Ti305, seja minimizada e,preferencialmente, evitada inteiramente.

É preferido que a distribuição de tamanho departículas seja selecionada de modo que as partículascontatem umas às outras intimamente, para a criação depercursos elétricos e provisão de condutividade.Preferencialmente, a distribuição de tamanho de partículasé relativamente estreita, uma vez que isto proporciona boaconectividade elétrica. Preferencialmente, as partículastêm um tamanho de partículas com um desvio padrão de menosde em torno de 50% do tamanho de partículas médio. Misturaspolimodais também podem ser usadas, mas deve-se ter cuidadopara garantir que as populações de partículas menores nãoreduzam a conectividade elétrica de populações departículas maiores.

Nós descobrimos que tamanhos de partículas específicose distribuições de tamanho de partículas são requeridospara a feitura de eletrodos de uma espessura específica,mas um tamanho de partículas médio (em volume) de em tornode 100 a 150 micrômetros é adequado para um eletrodo de 1 a2 mm de espessura. Para a feitura de eletrodos mais finos,os quais podem ser preferidos, partículas menores sãorequeridas, se a placa for para ser sem poro. Contudo, se otamanho de partículas médio for pequeno, será mais difícilobter uma distribuição de tamanho de partículasadequadamente estreita para se proporcionar uma boacondutividade.

O pó é fabricado por métodos tais como aquelesensinados na US-A-5173215. As condições de fabricação sãoajustadas para se garantir que o pó tenha uma altaproporção da cristalografia de Ti407 e Ti509 (para aprodução de alta condutividade) e efetivamente nada domaterial de Ti305 não de Magneli (o que causa resistência àcorrosão ruim e baixa condutividade) . O pó de Ti02precursor é escolhido ou tratado para a produção de um póde subóxido de fase de Magneli com distribuição de tamanhode partículas requerida para boa condutividade.

A resina pode ser selecionada a partir de uma amplavariedade de materiais. São preferidas as resinas determofixação. Uma resina adequada para a fabricação de umaplaca resistente à corrosão é um epóxi não curado, tal comoAraldite® PY307-1, em conjunto com um endurecedor HY3203®,ambos os materiais estando disponíveis a partir da VanticoAG de Basel, Suíça. Este mostrou ser particularmenteresistente a uma corrosão anódica e para a feitura de umaplaca sem poro, embora outros sistemas de resina produzamprodutos satisfatórios. As resinas de termofixação sãoparticularmente adequadas para a fabricação de placas deboa condutividade, uma vez que elas são manuseadas em umaprensa a quente, a qual também prensa as partículas emconjunto para um contato eletrônico íntimo, e elas tambémse retraem um pouco na cura, tornando mais próximas emconjunto as partículas adicionalmente. Outras resinas determofixação candidatas incluem epoxifenóis, resinas denovolac, resinas de epóxi à base de bisfenol A, resinas deepóxi de bisfenol F, poliésteres saturados, insaturados,isoftálicos, ortoftálicos, modificados com neopentilglicol,viniléster modificado, uretana de viniléster e similares.Alguns graus destes polímeros mostraram exibir umaquantidade relativamente grande de retração na curaacoplada a uma adesão relativamente ruim às partículas.Isto permite que vazios de interconexão apareçam em tornodas superfícies das partículas, o que as torna inadequadaspara a produção de placas substancialmente sem poro.Contudo, aditivos de retração baixa e outros podem serincluídos em graus comerciais destas resinas, desde queeles não tenham um efeito prejudicial sobre a estabilidadequímica da resina no eletrólito ácido. Alguns polímerosmostraram ser instáveis na presença polarizada de umeletrólito ácido. Algumas resinas comerciais têm um agentede liberação de molde pré-combinado na mistura, e estasdevem ser evitadas nesta aplicação, uma vez que elas podemafetar de forma adversa a adesão dos materiais de bateriaativos e potencialmente afetar a estabilidade à corrosão daplaca e, também, a química de superfície (tensãosuperficial, etc.) do eletrólito ácido de bateria. A resinaescolhida preferencialmente será uma a qual seja resistenteao ácido de eletrólito, especialmente quando o eletrólitofor para baterias bipolares.

A Patente U.S. N° 5017446 mostra a inclusão de umaampla faixa de enchimentos condutivos em uma resinatermoplástica. Nós descobrimos que a fração em volume altade partículas mostrada na US 5017446 significa que oeletrodo acabado é muito poroso e inadequado para uso comoum eletrólito bipolar, a menos que se tenha cuidado paragarantir que a distribuição de tamanho de partículas daspartículas seja tal que engendre uma densidade deacondicionamento muito próxima, tal como uma distribuiçãobimodal ou trimodal. Além disso, a matriz de 60% em volumede sólidos em um termoplástico, a qual esta fonte usa comoum exemplo, tem propriedades de fluxo muito ruins, mesmo àsaltas temperaturas de fusão (370°C) citadas, e seriainadequada para moldagem por injeção - a qual é a técnicade produção em massa preferida para os materiaistermoplásticos. De modo a se melhorarem a porosidade e ascaracterísticas de fluxo do fundido, é necessário reduzirsignificativamente a fração de partículas sólidas namistura para menos do que em torno de 35% em volume. Éclaro a partir da Tabela III da US 5017446 que o materialresultante teria uma resistividade a qual seria inadequadapara uso em uma bateria de ácido de chumbo bipolar, onde ovalor de limite de resistividade adequada geralmente éaceito como sendo menor do que 1 Ohm.cm. No exemplo 6, a US5017446 indica que uma resistividade de 9,2 US 5017446 foiobtida, a qual é inadequada para uso como um eletrodobipolar em uma bateria de ácido de chumbo. A presenteinvenção é de um material o qual tem resistividade adequadae porosidade, e pode ser feita sem a necessidade de umgerenciamento muito cuidadoso de tamanho de partículas epermite um processo industrial bem conhecido parafabricação.

A condutividade das partículas de subóxido de titâniopode ser melhorada pelo contato com um gás, tal como hélioou hidrogênio, por um período, digamos de 24 horas, antesde ser incorporada na composição de resina na fabricação doeletrodo.

As proporções relativas de resina e pó de subóxido e adistribuição de tamanho de partículas do pó de subóxidoafetarão as propriedades do eletrodo. Por exemplo, umeletrodo tenderá a ter baixa condutividade se:

• Uma proporção muito alta em volume de resina forusada,- e/ou

• A placa ou outro formato de volume é pressionadona fabricação com muito pouca ou nenhuma força; e/ou

• A distribuição de tamanho de partículas leva auma densidade de acondicionamento baixa; e/ou

• O tamanho de partículas médio é pequeno demais;e/ou

• A resina se retrai insuficientemente na cura;e/ou

• Qualquer resina em excesso não é ejetada do moldecomo um esguicho devido à resina curar tão rapidamente, àviscosidade da resina ser alta demais (intrinsecamente ouem virtude da temperatura de molde ser baixa demais) pelasfolgas de molde serem pequenas demais.

O eletrodo tenderá a ter uma porosidade através deleinaceitável se:

• Uma proporção muito baixa em volume de resina forusada; e/ou

• A distribuição de tamanho de partículas proveruma densidade de acondicionamento baixa, de modo que hajamais volume de vazios interpartícula o qual precisa serpreenchido com resina e, então, a proporção de volumeefetiva de resina se torna baixa; e/ou

• O tamanho de partículas médio é grande demais;e/ou

• A resina se retrai excessivamente na fabricaçãodo eletrodo e, em virtude de uma adesão ruim às partículasforma cavidades adjacentes a e em torno das partículas nacura; e/ou

• A resina cura lentamente demais, é de viscosidadebaixa (intrinsecamente ou em virtude da temperatura demolde ser baixa demais) ou as folgas de molde são grandesdemais que quantidades significativas de resina sãoperdidas a partir do molde.

Quando da fabricação do corpo é preferido se ter umexcesso ligeiro de uma resina de termofixação. Em umamoldagem em prensa, as partículas de condução são prensadasem conjunto para a formação de percursos condutivos debaixa resistência. Qualquer resina em excesso é ejetada domolde como um "esguicho", antes da cura final do material,a qual ocorre na prensa, sob pressão, desse modo travandona conectividade elétrica.

Partículas com razão de aspecto alta (por exemplo,hastes, fibras) ou baixa (por exemplo, flocos) do suboxidode titânio também podem estar presentes para aumento daconectividade entre as partículas de suboxido eletricamentecondutivas no eletrodo. As partículas de razão de aspectoalta são especialmente favorecidas porque elas provêempercursos elétricos ininterruptos mais longos, desse modoaumentando a condutividade.

A placa pode ter a combinação a seguir de recursos:

• Ser eletronicamente condutiva, isto é, de umacondutividade elétrica geral maior do que 0,5 S.cm"1, maisespecificamente, ter uma condutividade ortogonal de pelomenos em torno de 1 S.cm"1, a qual é relativamente uniformeatravés da face da placa;

• Essencialmente não ter porosidade transversal (aqual permitiria que espécies iônicas viajassem através dosporos causando uma autodescarga da bateria), conformedemonstrado por uma corrente de vazamento de menos de 1A/m2 ;

• Ser resistente a ataque químico por materiais emuma bateria de ácido de chumbo (isto é, primariamente aoácido, mas também o Pb02 oxidante e o metal de Pb redutor) ;

• Ser resistente à corrosão galvânica(especialmente no potencial de oxidação o qual ocorredurante uma recarga do lado positivo da placa bipolar);

• Prover uma superfície íntima e aderente para osprodutos químicos ativos na bateria (tais como Pb02/ PbS04,Pb, sulfato de chumbo tribásico, sulfato de chumbotetrabásico);

• Ser mecanicamente robusta em seções finas;

• Não catalisar a produção de oxigênio ouhidrogênio nos potenciais os quais ocorrem durante arecarga da bateria;

• Prover uma superfície à qual adesivos e selantese/ou selos mecânicos podem ser aplicados;

• Idealmente, ter algumas particularidades desuperfície (tal como uma grade padronizada triangular,quadrada, hexagonal ou de outro tipo de mosaico), os quaispermitirão que o material ativo de pasta seja espalhado deforma fácil e uniforme sobre as células assim formadas, epara restrição do movimento da pasta durante o uso emciclos de carga e descarga da bateria; e

• De modo ideal, ser de baixo peso.

Em um método de feitura de um eletrodo, o método podecompreender a mistura de uma resina não endurecida, umendurecedor para ela, e as partículas do suboxido detitânio de Magneli e o derramamento da mistura em um moldepara isso, para a formação do corpo conformado.

A resina e o endurecedor podem ser aquecidos, aspartículas de suboxido de titânio sendo adicionadas para aformação de uma massa ("dough"), a qual então é adicionadaa um molde pré-aquecido. Em um outro método preferido, oscomponentes de resina e as partículas de subóxido sãoprimeiramente formados em um composto de moldagem de folha,o qual pode ser posto uniformemente no molde, porque elepode ser manipulado facilmente.

O método pode incluir a etapa de colocação do molde emuma prensa aquecida e aplicando-se pressão. A pressão podeser de em torno de 2 000 Pa e a temperatura de pelo menos35°C, preferencialmente pelo menos 70°C. Em uma modalidade,o método inclui a etapa adicional de remoção do artigoconformado do molde e limpeza das superfícies por processostais como jateamento abrasivo, aplicação de descarga decorona e plasmas, e outras técnicas de limpeza desuperfície.

O método pode incluir a etapa de aplicação de umapasta de bateria ao eletrodo. Diferentes quantidades depasta podem ser aplicadas a áreas diferentes do eletrodo.

O método pode incluir a etapa de aplicaçãoprimeiramente de uma camada fina de metal ao eletrodo,antes de a pasta ser aplicada. O método pode incluir aaplicação da camada de metal por eletrogalvanização e aadição de dispersóides à solução de eletrodeposiçao.

O método pode incluir a etapa de prensagem de umalâmina fina, digamos de até em torno de 200 mícrons deespessura, de metal sobre a superfície do eletrodo,enquanto na prensa de moldagem e a resina estiver curando.Outros métodos incluem plasma ou aspersão com chama,desintegração e deposição de catodo, deposição com vaporquímico e similares.As resinas de baixa viscosidade são preferidas paraumedecimento da superfície externa das partículas, o quemelhorará a porosidade baixa de, digamos, menos do que emtorno de 50 Pa.s a 20°C. Estas resinas também tenderão a seinfiltrar nas particularidades superficiais microscópicasdas partículas para melhoria da resistência mecânica. Aviscosidade pode ser diminuída por pré-aquecimento ou pelaseleção de resinas adequadas. Contudo, resinas deviscosidade extremamente baixa devem ser evitadas, pelasrazões declaradas acima.

Agentes de acoplamento, tais como silanos, paracontato da superfície das partículas podem ser usados paramelhoria da adesão e do umedecimento da resina para aspartículas de subóxido para melhoria da baixa porosidade ealta resistência mecânica. Os agentes de acoplamento e/ouumedecimento (tais como silanos e outros tensoativos) podemser usados vantajosamente em placas as quais não tenham acamada metálica imposta. A aplicação de pasta nas placas érealizada da forma usual, com uma pasta de oxido de chumboconvencional ou outras pastas contendo chumbo. A pasta noeletrodo pode ser curada da forma usual.

Uma bateria pode incluir um eletrodo, conformedefinido aqui, ou quando feita por um método conformedefinido aqui.

A bateria compreende uma pluralidade de eletrodos e umeletrólito ácido.

Com placas com pasta aplicada e curada, uma bateria émontada usando-se várias placas bipolares, orientadasapropriadamente e um monopólo positivo único em umaextremidade e um monopólo negativo único na outra. Mantasde vidro absorventes podem ser inseridas, vantajosamente,entre cada placa. A vedação das placas é obtida nolaboratório pelo uso de gaxetas de espessura apropriada efeitas de, digamos, uma folha de borracha de butila ou desilicone. A montagem inteira é mantida em conjunto portiras de metal e cavilhas de comprimento adequado. Em umabateria comercial, em um aspecto preferido da invenção, asplacas são seladas em um recipiente plástico pré-moldado,com fendas para cada placa. Uma certa quantidade decompressão da manta de vidro e da pasta pode ser engendradapelo dimensionamento correto do recipiente. Essa compressãomostrou ajudar na adesão da pasta ao substrato de eletrodobipolar. Ácido sulfúrico à baixa concentração pode seradicionado, seguido por uma tampa tendo ranhuras as quaisformarão um selo sobre as bordas de cada placa, posicionadano topo. A tampa vantajosamente também pode conter umsistema de regulagem de pressão de gás adequado.

A bateria então é eletricamente formada da formausual. Conforme a formação ocorre, então, o ácido aumentade resistência, pela conversão da pasta contendo sulfato emPb02 na placa positiva e metal Pb na negativa. Aresistência inicial do ácido sulfúrico deve ser escolhidapara se garantir que a resistência final do ácido esteja nafaixa de 3 0 a 4 0% em massa de ácido sulfúrico ou mesmo maisalta.

Ácido fosfórico também pode ser adicionadovantajosamente em uma substituição parcial ou total doácido sulfúrico mais usual.

As baterias feitas por este método têm alta densidadede potência e de energia (W/m3, Wh/m3) , alta potência eenergia específicas (W/kg, Wh/kg) . Elas têm alta vida deciclo, mesmo em condições de descarga profunda, e podem serfabricadas de forma barata com tecnologia convencional.

Em uma bateria bipolar, é importante uma descargaeficiente a altas taxas para que os eletrodos monopolaresou de extremidade tenham excelente condutividade plana. Poresta invenção, placas monopolares podem ser feitas pelasubstituição para um lado do molde de uma placa plana e,então, colocando-se uma grade metálica ou malha no molde,antes da resina não curada e dos materiais de subóxidoserem postos no molde. Quando o molde é fechado e a resinacurada, a grade ou malha de metal será pressionada em umlado do eletrodo formado, proporcionando a ele excelentecondutividade plana para as finalidades de uma placamonopolar ou de extremidade. Obviamente, a grade ou malhade metal não deve ser exposta ao eletrólito, caso contrárioserá corroída. Preferencialmente, estojos de metal sãoeletricamente afixados à grade ou malha de metal, para aprovisão de conexões terminações. Lâminas de chumbo ou deliga de chumbo também podem ser aplicadas vantajosamente àface reversa do eletrólito no molde, ao invés de na gradeou malha de metal para a provisão de boa condutividadeplana para os eletrodos monopolares e/ou de extremidade.

Placas, grades ou malhas de metal podem serincorporadas vantajosamente nas placas bipolares de modo ase aumentar a condutividade plana e para garantir uma boadistribuição de corrente pela área plena dos eletrodos.Canais de resfriamento podem ser introduzidos nas placasbipolares de maneira similar.

Um eletrodo pode ser testado para confirmação daausência de microporos invisíveis, os quais levam a umaporosidade transversal em um eletrodo, antes da aplicaçãode pasta, compreendendo a colocação do eletrodo em umabateria simulada e medindo-se o fluxo de corrente ao longodo tempo.

Um eletrodo satisfatório terá um vazamento de correntede menos de 1 A/m2 por 28 dias, quando testado no aparelhodo Exemplo 2.

A invenção será descrita, agora, a título de exemploapenas, e com referência aos desenhos diagramáticosassociados, nos quais:

a Figura 1 é uma vista em perspectiva de um gabaritode três partes útil na invenção;

a Figura 2 mostra o lado inferior da primeira parte dogabarito;

a Figura 3A mostra um estágio de abanco de umrecipiente aberto para um molde;

a Figura 3B mostra uma segunda modalidade de umestágio de avanço de um recipiente aberto para um molde;

a Figura 4 é um corte vertical de um molde mostrando ofechamento e a aplicação de calor e pressão;

a Figura 5 mostra uma variação da primeira parte dogabarito;

a Figura 6 é uma vista em corte de um molde;

a Figura 7 é uma vista em corte de um molde em uso;

a Figura 8 é uma vista em corte de uma modalidade deuma janela de fechamento de acordo com a invenção;

a Figura 9 é um diagrama de uma célula de teste;

a Figura 10 é uma vista plana de uma placa de acordocom a invenção;a Figura 11A é uma vista plana de uma placa adicionalde acordo com a invenção; e

a Figura 11B é uma elevação da placa da Figura 11A.

De modo que o eletrodo e o método possam ser bemcompreendidos, eles serão descritos, agora, com referênciasaos Exemplos a seguir.

Exemplo 1

24 g de resina ARALDITE PY307+1 e 8,8 g do endurecedorHY3203 foram pesados em recipientes separados e pré-aquecidos em um forno a 50°C por um mínimo de 7 minutos.

Estes materiais estão disponíveis a partir da Vantico Ltd.Os materiais então foram misturados completamente emconjunto e 65 g do pó de subóxido de Magneli, conformeabaixo, são adicionados e misturados completamente para aformação de uma massa. A análise de fase do pó de subóxidode Magneli foi medida por difração de raio X como:

Ti407 26%

TÍ5O9 69%

Ti60n 5%

A distribuição de tamanho de partículas foi medida emum Malvern Mastersizer como sendo:

100% em volume abaixo de 3 00 micrômetros

95% em volume abaixo de 150 micrômetros

90% em volume abaixo de 125 micrômetros

50% em volume abaixo de 85 micrômetros

10% em volume abaixo de 4 0 micrômetros

A massa foi uniformemente espalhada em um molde quefoi pré-aquecido para 75°C. Um espalhamento uniforme éimportante para a obtenção de uma condutividade uniformeatravés da face da placa. O molde de laboratório é de umtipo de "quadro de janela" e consiste em dois pratos e umquadro. A cavidade de molde tem uma área de 149 x 109 mm(0,01624 m2) e, portanto, produzirá placas deste tamanho. 0volume de massa foi suficiente para a produção de uma placade em torno de 1,5 mm de espessura. Dois pinos delocalização em cantos diagonais são usados para alocalização das várias partes do molde. Alavancasespaçadoras estão disponíveis para a reabertura do moldepara ejeção da parte fabricada, após a moldagem estarcompletada.

O molde pode ser tratado vantajosamente com um agentede liberação de molde, tal como Frekote 77 0NC®. O moldefoi fechado e posto em uma prensa aquecida a 75°C. O moldefoi inicialmente prensado a 70 kN (1137 Pa) por 5 segundose, então, a 100 kN (1625 Pa) por 25 minutos. O molde éaberto e a placa resultante é extraída. Qualquer rebarba éremovida com uma espátula de metal.

A superfície da placa foi limpa com jateamentoabrasivo, em uma câmara de jateamento, tal como uma GysonFormula F1200®. A pistola de jateamento foi suprida com ara uma pressão de 0,8 MPa. Alumina foi usada para o meio dejateamento, embora outras condições de jateamento e outrosmétodos de limpeza indubitavelmente produzam resultadossatisfatórios. O jateamento foi realizado manualmente, atéque a superfície inteira estivesse uniformemente de corcinza mate. Testes com técnicas de varredura de impedanciade superfície mostraram que um jateamento desta formaproduz uma placa com uma impedancia de superfície muitouniforme. A superfície da placa também pode seradicionalmente modificada por técnicas tais como descargade corona ou pela aplicação de plasmas.

Um elemento espaçador separado incorporando um padrãode grade formado de um material não condutivo e resistentea ácido, tal como ABS ou resina de epóxi curada, então foiaplicado a ambas as superfície planas da placa para aprovisão de uma grade elevada em uma superfície. Noexemplo, esta grade cobre a área central de 136 x 96 mm daplaca. A grade das placas não se estendeu para o perímetroda placa, para a provisão de um flange para vedação. Asdimensões da grade podem ser mudadas pela alteração doformato do molde, e, assim, volumes diferentes de materialativo de pasta serão aplicados às placas de uma maneiracontrolada.

A condutividade da placa então foi testada e mostrouestar na faixa de 1 a 2 S.cm"1. Neste exemplo, o pesoespecífico da placa final foi de em torno de 2,2 g/cm3.Pressões de prensagem mais altas produzem níveis mais altosde condutividade. Assim, a faixa preferida de pesosespecíficos para o produto final está na faixa de 1,8 a 2,4g/cm3 ou acima.

As placas tiveram a pasta aplicada com material ativoe foram montadas em baterias, conforme abaixo. Elassatisfazem a todos os critérios acima.

Melhores resultados seriam obtidos se uma camadametálica fina fosse primeiramente aplicada à superfícieplana da placa, antes da adesão do espaçador. Esta camadapode ser de chumbo puro ou de ligas de chumbo (com, porexemplo, antimônio, bário, bismuto, cálcio, prata, estanho,telúrio) e ser aplicada de várias formas, tais comoeletrogalvanização, desintegração e deposição de catodo,evaporação térmica e deposição, deposição com vaporquímico, jateamento com granalha de chumbo e liga dechumbo, plasma ou aspersão térmica ou por aplicação diretade lâminas de metal finas no molde de prensagem. Umavariedade mais ampla de ligas pode ser considerada do queestava previamente disponível para o engenheiro de bateriade ácido de chumbo, onde as ligas não apenas devemsatisfazer às condições de corrosão, mas também a critériosde resistência e uma capacidade de ser fabricada em gradesmetálicas. Uma forma conveniente de aplicação daintercamada no laboratório é por eletrogalvanização,conforme se segue:

Um lado dos flanges foi pintado com uma laca derevestimento isolador, tal como Lacomit® a partir de HSWalsh & Sons Ltd. A placa então foi selada com um anel em Ode borracha no fundo de um tanque de eletrodeposição deplástico com o flange revestido isolado mais superior. Umatira de metal de chumbo foi prensada contra o outro lado doflange para a provisão de uma conexão elétrica. Quando daeletrodeposição do lado o qual será usado como um positivo,em torno de 500 ml de uma solução de eletrodeposição, talcomo ácido metano-sulfônico de chumbo / estanho a 27%,contendo um aditivo iniciador, tal como Circamac HS ST6703(ambos os materiais sendo supridos pela MacDermid CanningLtd) foram derramados no tanque de eletrodeposição. Umgrande anodo de chumbo puro foi usado como o contra-eletrodo. Nas placas do tamanho de laboratório, umacorrente de 0,5 A foi aplicada por 7 horas, a qualdepositou aproximadamente 10 g de uma liga cuja composiçãofoi de aproximadamente 6:94 de estanho: chumbo.A eletrodeposição do lado negativo foi similar, excetopelo fato de a solução de eletrodeposição ser ácido metano-sulfônico de chumbo (Circamac HS ST6703). Uma corrente de0,5 A foi aplicada por aproximadamente 3 horas, a qualdepositou em torno de 5 g de metal de chumbo.

Outras soluções de eletrodeposição, tais como aquelasã base de ácido fluorobórico, podem ser usadas. O processode eletrodeposição também pode envolver o uso, inter alia,de "dispersóides" tais como titânia, para a produção de umacabamento superficial mais rugoso para melhor encaixe coma pasta subseqüentemente aplicada.

Os ajustes na corrente de eletrodeposição e outrosaditivos também podem afetar vantajosamente a morfologia desuperfície da camada.

Após a eletrogalvanização, as placas são removidas dobanho de eletrodeposição e lavadas completamente em águadesionizada. A laca de revestimento isolador é removida comacetona.

Um outro método conveniente para a aplicação de metaisé pela aplicação direta de lâminas metálicas finas no moldede prensagem. Por exemplo, uma lâmina de chumbo com doispor cento de liga de estanho, 50 um de espessura, écolocada no fundo do molde pré-aquecido e a mistura deresina e pó espalhada sobre ela. Uma segunda lâmina écolocada sobre o material espalhado, antes de o molde serfechado e a resina ser curada, conforme acima. Nesteestágio, a camada metálica, aplicada por eletrodeposição,prensagem direta de lâmina, plasma ou aspersão de chama,desintegração e deposição de catodo, deposição com vaporquímico, ou qualquer outro método, pode ser ativada pelalavagem dela em ácido sulfúrico concentrado imediatamenteantes da aplicação de pasta. Um método particularmenteadequado de formação de uma placa com lâminas é mostradoabaixo.

Em uma outra modalidade da invenção, uma camada dedióxido de chumbo ou de dióxido de estanho (adequadamentedopado com, por exemplo, antimônio, para aumento dacondutividade) pode ser aplicada sobre o substrato pormétodos tais como eletrogalvanização anódica, desintegraçãoe deposição de catodo, deposição com vapor químico eprocessos similares, diretamente ou após a camada metálicaser aplicada. Uma camada como essa é aplicadapreferencialmente no lado positivo de um eletrodo bipolar.

É bem compreendido na indústria de bateria de ácido dechumbo que um certo nível baixo de corrosão de um eletrodode chumbo ou de liga de chumbo melhora a adesão da pastaativa (particularmente da pasta positiva) ao eletrodo.Contudo, no caso de uma intercamada descrita, se a taxa decorrosão for alta demais, a intercamada poderá sercompletamente consumida, especialmente sob condições dedescarga profunda ou alta sobrecarga de uma bateria deácido de chumbo. Um aspecto da invenção é prover umaintercamada com áreas diferentes, algumas das quais sendoaltamente corrosíveis (as quais proporcionam boa adesão depasta) e outras áreas são mais resistentes à corrosão (oque proporciona vida longa).

O método descrito acima produz placas as quais sãonominalmente planas. Contudo, placas com uma curvaturasimples e composta e formatos de perímetro diferentes podemser feitas por uma modificação apropriada do formato domolde. Quando montadas em baterias, tais placas engendrarãoum formato apropriado na bateria acabada para se permitirque ela seja instalada mais convenientemente, por exemplo,em um painel de carroceria de um veiculo.

Exemplo 2

Eletrodos de placa descritos aqui foram testados antesda aplicação de qualquer camada metálica ou pasta debateria ativa para confirmação da presença de quaisquermicroporos invisíveis através da placa, os quaispermitiriam que espécies iônicas (tais como H+, 0H~, S042")migrassem através da placa. Uma célula de teste adequada, aqual simula muito proximamente os processos os quaisocorrem em uma bateria, é mostrada na Figura 9 associada. Aplaca foi montada como se fosse um bipólo em uma célula de4 V, a qual também contém um monopólo carregado positivocom pasta plenamente aplicada, curado e um monopólonegativo similar. Estes, preferencialmente, são do tipo degrade de chumbo convencional. Ácido sulfúrico a 30% foicolocado entre a placa e os monopólos da maneiraconvencional. Um potenciostato foi aplicado através dosmonopólos para manutenção da voltagem através da placa deteste (medida por dois eletrodos de referência idênticos noácido em qualquer lado da placa de teste) para ser de 2,6 V- a qual é a voltagem máxima que será aplicada através deum bipólo de bateria de ácido de chumbo em uma operaçãonormal. O fluxo de corrente é anotado.

Nós descobrimos que uma corrente típica observadainicialmente foi de em torno de 0,3 A/m2. Isto se mantémmuito constante por períodos longos (meses), quando a placaé fabricada conforme acima com a resina de epóxi preferida.Com outras resinas, é possível que, embora a correntemedida comece baixa, ela suba por uns poucos dias ousemanas por várias ordens de magnitude. Isto implica quealgumas resinas estão sendo corroídas ou degradadas deoutra forma pelo ácido a uma alta oxidação e potenciais deredução e que uma porosidade iônica está sendo criada. Umaformulação de placa como essa é inadequada para eletrodosde bateria bipolar e significa que pelo uso do testeesboçado, a pessoa versada na técnica será capaz dedeterminar quais resinas são mais bem usadas nestainvenção.

O eletrodo de placa pode ter um flange moldado deresina, o qual é livre do pó de subóxido. Isto reduzirá ocusto da placa, mas ainda provera uma vedação efetiva. Istoé aplicável a células eletroquímicas em geral, incluindobaterias de ácido de chumbo bipolares, a outros tipos debaterias e a células de combustível, células dearmazenamento de energia de oxirredução e similares.

O dito acima não está restrito a partículascondutivas, tais como subóxidos de titânio, embora estessejam conhecidos por serem muito altamente resistentes àcorrosão, quando fabricados de acordo com os ensinamentosda US 5173215, o que é requerido para aplicações deeletrodo de bateria de ácido de chumbo. Outras partículascondutivas também podem ser usadas, tais como óxidos detitânio dopado com nióbio, óxidos de tungstênio, óxidos denióbio, óxidos de vanádio, óxidos de molibdênio e outrosóxidos de metal de transição em formas estequiométricas enão estequiométricas. É uma vantagem que eletrodos de boacondutividade possam ser feitos a partir de materiais empartículas de condutividade relativamente baixa, ou por umaproporção menor de materiais particulados relativamentedispendiosos.

Também é descrito aqui um método de fabricação e, maisparticularmente, um método de moldagem com muita velocidadede composições curáveis com calor para a formação deartigos conformados.

Também é descrito aqui um método de fabricação e, maisparticularmente, um método de moldagem com muita velocidadede composições curáveis com calor para a formação deartigos conformados.

O pedido de patente, PCT/GB02/00230, publicado sob oN° WO 02/058174 em 25 de julho de 2002, descreve ereivindica um eletrodo para uma bateria, o eletrodocompreendendo um corpo substancialmente sem poro conformadode resina endurecida e tendo percursos elétricos definidospor partículas condutivas de contato. Pretende-se que, poresta referência, a exposição inteira deste pedido sejaincorporada aqui. Em uma modalidade, o eletrodo é em formaplana, isto é, uma placa. Vários métodos de fabricação sãomostrados, incluindo uma fabricação por prensagem de umacomposição de cura com calor ou de termofixação em um moldeaquecido. Em um método exposto, lâminas metálicas finas sãopostas nos moldes de prensagem, a composição adicionada euma lâmina de topo aplicada, o molde então sendo fechado euma pressão sendo aplicada. A parte formada então éej etada.

De modo a se maximizar a taxa na qual tais partes sãoformadas, é preferido ter a ferramenta de molde operandouma temperatura alta, para redução do tempo de cura. Quandoelevada para temperaturas altas, a viscosidade dacomposição de resina/endurecedor diminui em poucos segundose a composição começa a geleificar em uns poucos segundos a mais.

Dai, uma forma rápida e conveniente de introdução daslâminas metálicas e da composição na cavidade de molde érequerida.

Um método de envio de uma composição para a cavidadede molde, de modo que o molde possa ser fechadorapidamente, de modo a se minimizarem e evitarem problemasdecorrentes de cura prematura em uma moldagem à altatemperatura, é descrito abaixo. Também, um método o qual serelaciona à remoção do artigo moldado rapidamente paramaximização da disponibilidade e da produtividade da prensaé mostrado.

O método de feitura de um artigo compreendendo umacomposição curada com calor com uma lâmina metálica, ou umafolha não metálica em uma ou mais faces, o métodocompreendendo:

• o avanço de um vaso contendo uma composiçãocurável com calor para uma cavidade de molde aquecida eaberta, o vaso tendo um fundo aberto, uma primeira lâminaou folha fechando o fundo aberto do vaso;

• a liberação da lâmina ou folha para se fazer comque a composição curável com calor se localize em umacavidade de molde aberta;

• opcionalmente, a aplicação de uma segunda lâminaou folha para fechamento do recipiente;

• o fechamento da cavidade de molde aquecida e aaplicação de pressão para a formação de um artigo epermitindo-se um período de tempo para a cura dacomposição; e

• a retirada de um artigo formado do molde.

No método, um gabarito de parte de partesmúltiplas para a realização de quaisquer duas, três ouquatro das etapas é usado, o gabarito compreendendo umaprimeira parte para a provisão do vaso para alojamento dacomposição, e uma segunda parte para fechamento do topoaberto do vaso, e uma terceira parte para retirada doartigo formado do molde.

O método é particularmente adequado para a formação deartigos geralmente planos, com lâminas ou folhas aplicadasa uma ou mais faces maiores dos mesmos.

Com referência, agora, às Figuras 1 a 6, um gabarito Jcompreende um corpo feito de um metal leve, tal comoalumínio, ou qualquer outro material adequado para atemperatura de operação de em torno de 200°C. Um materialleve é preferido, de modo que o gabarito seja maisfacilmente manipulado por um operador ou por um dispositivorobótico e tendo até três partes ou zonas. Estas são umquadro de recipiente 1 para recebimento do recipienteaberto, um aplicador de tampa de lâmina ou folha opcional 2e um dispositivo de captura opcional 3.

Na extremidade de entrada L, o gabarito compreende oquadro aberto 1, o qual é menor de forma fracionária do queo tamanho da cavidade C de um molde M. O quadro tem um topoaberto 4. Em torno da periferia do lado inferior do quadrohá orifícios 5, aos quais um vácuo pode ser aplicado apartir do interior do quadro. Se for requerido que a parteseja grande, ou a lâmina é pesada, um vácuo extra pode seraplicado no centro do quadro, ao se terem elementos dequadro intermediários equipados com tubos de vácuopresentes. O quadro, portanto, pode ser usado para acaptura e o transporte de uma lâmina ou folha Fl em seulado inferior. Uma fenda 6 pode estar presente no ladoinferior do gabarito para a definição de um espaço entre oquadro 1 e o aplicador de tampa opcional 2. A presença dalâmina ou folha Fl fecha a abertura de fundo do quadro eefetivamente transforma o quadro em um recipiente de topoaberto ou vaso V para o recebimento de uma alíquota medidade uma composição de resina curável com calor e pó 7. Acomposição pode ser espalhada através da área do quadro poruma lâmina raspadora ou similar ou, no caso de um pó fluidorazoavelmente livre, por agitação ou vibração, oudistribuída uniformemente por um arranjo de funil,possivelmente com um bico largo sendo movido sobre a áreaapropriada do recipiente.

A lâmina pode ser feita de chumbo ou de uma liga dechumbo, de níquel ou de uma liga de níquel, ou pelo menosuma das lâminas compreende um metal a partir do grupo deplatina, ouro, prata, paládio, ródio, ítrio, irídio,rutênio, zinco, ósmio, rênio, tântalo, bismuto, antimônio,estanho, vanádio, cobalto, cério, alumínio, cobre, índio ouuma liga dos mesmos. Em uma variação, a lâmina ésubstituída por uma folha, tal como um rótulo de papel ouum laminado de materiais diferentes, por exemplo, chumbo ecobre ou níquel ou outras ligas. Em uma outra variação, alâmina é substituída por um rótulo de papel. Isto pode tervários benefícios, por exemplo, para a medição dacondutividade da matriz curada não se desejaria ter umalâmina sobreposta.

O aplicador de tampa opcional também tem orifícios devácuo, não mostrados, para manutenção de uma tampa delâmina ou folha F2 sobre seu lado inferior, ou pode serseparada por uma fenda 8 do dispositivo de captura opcional3. O aplicador de tampa pode ser usado para se colocar asegunda lâmina ou folha no topo da composição de resinacurável com calor na cavidade de molde.

0 dispositivo de captura opcional 3 (não mostrado emseção transversal) também é equipado com vácuo e pode serusado vantajosamente para a captura e a remoção de qualquerparte previamente acabada do molde, no começo de cadaciclo. Outros métodos de ejeção da parte, tais como pinosejetores, também podem ser usados.

O carregamento de cavidade rápido prossegue conformese segue: um vácuo é aspirado através dos orifícios 5 noquadro 1 para a aspiração da lâmina ou folha Fl no quadro 1do gabarito J. A composição curável 7 é adicionada. A seçãode aplicador de tampa do gabarito 2 é movida para umalocalização em que ela é carregada de forma similar com umalâmina ou folha F2. É possível que ambas as lâminas oufolhas possam ser carregadas antes de a composição sercarregada no recipiente formado pelo quadro 1 e pela lâminaou folha F2.

Quando carregado desta forma, o gabarito J é movidoaté o dispositivo de captura 3 ser apresentado para acavidade aberta e pré-aquecida, a qual contém uma partepreviamente curada, a qual é afixada a 3, por um vácuo,seguindo-se ao que o gabarito é elevado verticalmente pararemoção da parte acabada da cavidade de molde. O quadro 1tendo sua lâmina ou folha Fl contendo a composição éapresentado para e colocado em ou a uma distância curtaacima da cavidade C do molde aquecido M. Pinos de guia, nãomostrados, podem ser usados para a localização do quadro 1de forma acurada ou, preferencialmente, um dispositivorobótico pode ser programado para manter o gabarito J egarantir um posicionamento acurado. O vácuo então éliberado, de modo que a lâmina ou folha e a composiçãocurável com calor permaneçam na cavidade C, conforme oquadro 1 for elevado verticalmente. O gabarito J então émovido rapidamente (para a esquerda, conforme mostrado),até o aplicador de tampa 2, previamente carregado com asegunda lâmina ou folha F2, ser apresentado para acavidade, e seu vácuo é liberado. A segunda lâmina ou folhaF2 cai sobre o recipiente V. O aplicador 2 é elevadoverticalmente, deixando a segunda lâmina ou folha F2 notopo da composição 7. O gabarito é movido para longe, demodo que a ferramenta alojando o molde M possa ser fechada.O tempo entre a composição curável com calor ser colocadana cavidade aquecida e a cavidade ser fechada e uma pressãoaplicada pode, por este método, ser tão curto quanto de emtorno de 3 segundos e de não mais do que 10 segundos,garantindo que os efeitos de cura prematura sejamminimizados. Durante o período de molde fechado, a resinase liqüefaz e flui para as extremidades da cavidade.Preferencialmente, alguma rebarba é formada, para garantirque a cavidade C seja completamente preenchida ereceptáculos de rebarba podem ser vantajosamente projetadosno molde para esta finalidade. A cavidade vantajosamentepode ter estruturas de selo de resina ligeiramente elevadas9 (veja a Figura 4) em partes do molde, para restrição dopossível fluxo de resina líquida sobre as extremidades dalâmina ou folha, durante a cura.

Durante o período de cura, o gabarito J pode sermovido vantajosamente para uma localização para depósito daparte previamente curada para acabamento e processamentoadicional, conforme requerido. O quadro 1 e o aplicador detampa 2 então são movidos para uma estação de carregamentoe são recarregados com lâminas ou folhas e a composição.Quando o tempo de cura está completado, a ferramenta éaberta. Imediatamente, o ciclo então recomeça de novo,conforme descrito acima.

Com um tempo de cura de 3 0 segundos e 7 segundos paracarregamento e desmoldagem, é possível que um robô de eixomúltiplo único e gabarito para serviço 4 prense e fabriquepartes a uma taxa de 1 por 9 M segundos.

O padrão de grade e/ou elemento espaçador periféricopodem então ser aderidos a uma ou ambas as superfíciesplanas.

O uso deste método na invenção não está limitado aouso da modalidade acima. As partes do gabarito podem serseparadas. A lâmina ou folha Fl pode ser do mesmo tamanhoque a cavidade; em alguns casos, vantajosamente ela podeser menor (por exemplo, menor vários milímetros) do que otamanho da cavidade. A segunda lâmina ou folha F2 pode serligeiramente menor do que a primeira lâmina ou folha Fl, emcujo caso a segunda lâmina ou folha F2 pode ser posta notopo da composição no quadro 1, conforme mostrado na Figura 3b.

O gabarito J também pode portar bocais para aaplicação periódica de um agente de liberação de molde, ouescovas para limpeza periódica da cavidade de molde.

Em um outro método, a segunda lâmina ou folha F2 podeser capturada por um sistema a vácuo, uma segunda parte dogabarito J - de forma análoga à primeira lâmina ou folha naParte 1, mas, neste caso, não há exigência de a parte 2consistir em um quadro. A Parte 2 (veja a Figura 3) édimensionada de forma similar ligeiramente menor do que otamanho da cavidade a ser carregada.

Em uma variação, um quadro de plástico conformadopreviamente também pode ser previamente carregado nacavidade de molde pela parte 1 do gabarito H, em uma açãosecundária após a captura da primeira lâmina ou folha Fl.Isto requereria que um sistema a vácuo adicional fosseaplicado e, também, uma concavidade para o recebimento doquadro de plástico pré-formado em pelo menos uma parte dacavidade de molde. O quadro de plástico pré-formado podeconter outras particularidades, tais como orifícios eválvulas, os quais podem ser de importância, caso a parteacabada seja utilizada em uma célula ou bateriaeletroquímica bipolar.

A Figura 5 mostra um arranjo segundo o qual um sistemaa vácuo extra 13 é aplicado na parte 1 de gabarito J paramanutenção de uma parte de quadro de plástico pré-formado10. Quando a parte 1 do gabarito J é apresentada para acavidade de molde, conforme descrito acima, ambos os vácuossão liberados, depositando a lâmina ou folha Fl, acomposição curável com calor e o quadro pré-moldado 10 nacavidade. Após a colocação opcional da segunda lâmina oufolha F2, a contraparte da ferramenta de molde é aplicada(Figura 6) para fechamento da cavidade. A Figura 7 mostraum detalhe de como a ferramenta de molde fechada, aslâminas ou folhas, a composição curável com calor e oquadro pré-formado apareceriam em seção transversal,enquanto o calor e a pressão estão sendo aplicados. AFigura 7 também ilustra uma possibilidade opcional de umaparticularidade de lingüeta ser moldada na composiçãocurável com calor, a qual tem uma particularidade deranhura de contraparte no quadro pré-formado, parafacilitação da montagem de uma célula ou bateriaeletroquímica de célula múltipla.

Nesta invenção, a placa preferencialmente é formadainicialmente como uma placa lisa "sem particularidade" esubseqüentemente adaptada com um espaçador separado, o qualpode incluir um padrão de grade. O espaçador é fixado àplaca inicialmente lisa por um adesivo (por exemplo, umaresina de epóxi) ou um outro meio apropriado. O espaçadordefine um padrão o qual se delineia onde a pasta é para seraplicada e para ajudar a retê-la em posição. O padrão degrade (ou similar) pode ser aplicado a uma placa formadapelos métodos descritos aqui com referência às Figuras 1 a8. A Figura 10 mostra uma placa com um padrão de grade oqual foi formado por um processo de moldagem para adesãosubseqüente a uma superfície plana de uma placa.

Com referência às Figuras 11A e 11B, é mostrado umeletrodo da invenção 3 0 compreendendo uma placa semparticularidade plana 31 formada de partículas condutivas(por exemplo, subóxido de titânio) em um substrato (porexemplo, uma resina de termofixação) a cujas superfíciesmaiores uma camada metálica pode ter sido aplicada.De acordo com a invenção, um elemento espaçadorperiférico não condutivo 32 foi aplicado a ambas assuperfícies maiores, para a definição de um par de rebaixos33 para retenção da pasta condutiva.

O elemento espaçador 32 pode conter membros ou braçospara a definição de células, conforme pelo eletrodo daFigura 10. Os elementos 32 podem ser posicionados paradentro de uma ou mais das bordas externas da superfície oudas superfícies maiores da placa 31.

O eletrodo 3 0 pode ter padrões diferentes em um doslados, por exemplo, uma grade em um lado e um elementoespaçador no outro.

Uma faixa preferida para a altura do elementoespaçador 32 e/ou da grade está entre 0,1 mm e 8 mm ouainda melhor do que isso, entre 0,3 mm e 3 mm. A altura dopadrão de grade mostrado na Figura 10 é de 1 mm. Paraenfatizar, a invenção aqui inclui todos os aspectos doseletrodos, placas, métodos e meios descritos anteriormenteaqui, quando aplicados em conjunto com o recurso de feiturada placa como um item "liso" e/ou sem particularidade e afixação a ela de um padrão elevado inicialmente separado,tal como um elemento espaçador ou uma grade ou um padrãosimilar.

O elemento espaçador 32 e/ou a grade podem serdimensionados para permitirem que volumes diferentes depasta sejam retidos em áreas diferentes adjacentes da placa31.

A grade não precisa definir um arranjo regular decélulas e/ou não precisa se estender pela maioria da faceda placa.A invenção também inclui a feitura de um elementoespaçador o qual pode incorporar um padrão de grade e aafixação do elemento à placa diretamente, durante umprocesso de moldagem. O padrão mostrado na Figura 10poderia ser feito por este processo e poderia ter as mesmas dimensões.

Por exemplo, o espaçador (por exemplo, incorporando umpadrão de grade) poderia ser formado com uma folha de metalafiada a ele e o conjunto usado no método descrito emrelação às Figuras 1 a 8.

O formato do padrão será determinado pelo uso feito doeletrodo. Por exemplo, se o eletrodo for para ser usado emregimes de ciclos altos (incluindo durante muitos eventosde descarga), um padrão de grade aplicado provavelmenteserá usado tendo uma multiplicidade de células paralimitação dos efeitos da dilataçao e da retração da pasta.

Também foi descoberto que a adição de um padrãoelevado, por exemplo, um elemento espaçador, um padrão degrade ou similar pode levar a um aumento na rigidez de umaplaca sem particularidade, desse modo se aumentando arobustez.

A placa pode ter algumas particularidades providas emtorno da periferia da mesma, tal como uma particularidadede lingüeta periférica (conforme mostrado na Figura 7).

Claims (13)

1. Eletrodo caracterizado por compreender uma placaque tem uma superfície maior ã qual foi afixado um padrãoelevado inicialmente separado para se guiar a aplicação dee/ou a retenção de uma pasta de eletrólito adjacente àplaca, o padrão se estendendo para ou em direção àperiferia da superfície maior para deixar expostas asbordas da placa.

2. Eletrodo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a placa ser uma placainicialmente lisa sem particularidade.

3. Eletrodo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a placa compreender um corposubstancialmente sem poro conformado de resina endurecida eter percursos elétricos definidos pelo contato departículas condutivas.

4. Eletrodo, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de as partículas condutivas serempartículas de subóxido de titânio.

5. Eletrodo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado por compreenderuma intercamada metálica entre o padrão e a placa.

6. Eletrodo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato deo padrão compreender uma virola localizada na ou em direçãoà periferia de uma ou ambas as superfícies maiores daplaca.

7. Eletrodo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fatode o padrão compreender uma grade para a definição de umapluralidade de células para a aplicação e a retenção de umapasta eletrolítica.

8. Eletrodo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelofato de o padrão ser formado a partir de um material nãocondutivo.

9. Eletrodo, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de o material não condutivo serselecionado a partir de uma resina de epóxi curada ou deacrilonitrila butadieno estireno.

10. Célula química, bateria ou célula de potênciacaracterizada por compreender um eletrodo conforme definidoem qualquer reivindicação precedente.

11. Método de feitura de um eletrodo caracterizado porcompreender a feitura de uma placa de eletrodosubstancialmente lisa e/ou plana tendo duas superfíciesmaiores e bordas periféricas e, após isso, a feitura dareferida placa aderindo a ela, um padrão elevado feitoseparadamente para guiar e/ou reter uma pasta deeletrólito, o padrão se estendendo em direção à ou para aperiferia de uma superfície maior e deixando expostas asbordas da placa.

12. Método de feitura de um eletrodo caracterizado porcompreender:a localização de um padrão formado em um molde;a introdução de partículas condutivas no molde;a formação de uma placa a partir das partículascondutivas ã qual um padrão é afixado, de modo a deixarexpostas as bordas da placa, e onde o padrão se estendepara a ou em direção à periferia de uma superfície maior.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12,caracterizado por compreender a localização de umaintercamada metálica entre o padrão elevado e a placa.