BRPI0610835B1 - eletrodo, célula química, bateria ou célula de potência e método para fazer um eletrodo - Google Patents

Abstract

eletrodo, celula química, 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, BATERÍA OU CÉLULA DE POTÊNCIA E MÉTODO PARA FAZER UM ELETRODO

[001] A invenção se refere a eletrodos para uso em uma célula eletroquimica ou batería, por exemplo, uma batería de chumbo ácido bipolar.

[002] É conhecido fazer eletrodos de placa bipolares para esta finalidade a partir de chumbo e de ligas de chumbo. De modo ideal, os eletrodos são muito finos, para redução do tamanho e do peso da batería, mas folhas finas de metal de chumbo e ligas de chumbo são difíceis de selar em torno das bordas. Um selo confiável é requerido em baterias bipolares para se evitar que percursos condutivos de eletrólito sejam formados de um lado da placa bipolar para o outro, o que causaria uma autodescarga da batería. Os eletrodos de placa não são inteiramente resistentes à corrosão galvânica, o que resulta geralmente em uma porosidade através da placa na forma de microporosidades (e os eletrodos são pesados, se fabricados em uma espessura maior para se superar este problema). As propostas para redução do peso efetivo do chumbo incluem o uso de cerâmicas porosas com chumbo infiltrado nos poros (as quais precisam ser de seção razoavelmente espessa para serem mecanicamente robustas e, desse modo, são ainda mais pesadas) ; e o uso de fibras de vidro e flocos revestidos com chumbo, liga de chumbo ou óxido de estanho dopado, ou óxidos de chumbo como um particulado condutivo em uma matriz de resina termoplástica, mas tais eletrodos são complexos e dispendiosos de se produzir. Materiais à base de carbono foram tentados, mas a maioria das formas é suscetível à oxidação eletroquímica.

[003] As placas feitas exclusivamente de subóxidos de fase de Magneli de titânio (de fórmula geral Tin-02n-i (onde n é um inteiro maior do que 4 ou mais) satisfazem a muitos dos critérios acima. Contudo, eles são dispendiosos de se fabricar, são frágeis e não aceitam facilmente particularidades de superfície, por exemplo, para aceitarem e reterem o revestimento de pasta de bateria.

[004] Nós percebemos que placas podem ser feitas a partir do material de subóxido de titânio de Magneli em forma particulada em uma matriz polimérica adequada, e a maioria de, se não todas essas fraquezas podem ser superadas, como por exemplo, no documento US2004/0072074.

[005] De acordo com a invenção, é provido um eletrodo que compreende uma placa que tem uma superfície maior à qual foi afixado, por exemplo, após a placa de eletrodo ser feita, um padrão elevado para guiar a aplicação de e/ou a retenção de pasta de eletrólito adjacente à placa.

[006] O padrão pode compreender um ressalto localizado na ou na direção da periferia de uma ou ambas superfícies da placa.

[007] O eletrodo pode compreender um corpo substancialmente sem poros conformado de resina endurecida, o corpo tendo percursos elétricos definidos pelo contato de partículas de subóxido de titânio da fórmula Tin-02n-i.

[008] O subóxido de titânio particulado preferencialmente é selecionado para prover um alto nível de condutividade; TÍ4O7 e T15O9 são preferidos. Alguns subóxidos têm baixa condutividade e resistência à corrosão ruim e, preferencialmente, são evitados; um exemplo é TÍ3O5. Embora as partículas possam ser providas como uma mistura das fases de Magneli, é importante que a presença de óxidos mais baixos, tais como TiO, T12O3, T13O5, seja minimizada e, preferencialmente, evitada inteiramente.

[009] É preferido que a distribuição de tamanho de partículas seja selecionada de modo que as partículas contatem umas às outras intimamente, para a criação de percursos elétricos e provisão de condutividade. Preferencialmente, a distribuição de tamanho de partículas é relativamente estreita, uma vez que isto proporciona boa conectividade elétrica. Preferencialmente, as partículas têm um tamanho de partículas com um desvio padrão de menos de cerca de 50% do tamanho de partículas médio. Misturas polimodais também podem ser usadas, mas deve-se ter cuidado para garantir que as populações de partículas menores não reduzam a conectividade elétrica de populações de partículas maiores.

[0010] Nós encontramos que tamanhos de partículas e distribuições de tamanho de partículas específicos são requeridos para fazer eletrodos de uma espessura específica, mas um tamanho de partículas médio (em volume) de cerca de 100 a 150 micrômetros é adequado para um eletrodo de 1 a 2 mm de espessura. Para fazer eletrodos mais finos, os quais podem ser preferidos, partículas menores são requeridas se a placa for para ser sem poros. Contudo, se o tamanho de partículas médio for pequeno, será mais difícil obter uma distribuição de tamanho de partículas adequadamente estreita para se proporcionar uma boa condutividade.

[0011] O pó é fabricado por métodos tais como aqueles ensinados na US-A-5173215. As condições de fabricação são ajustadas para se garantir que o pó tenha uma alta proporção da cristalografia de T14O7 e TÍ5O9 (para a produção de alta condutividade) e efetivamente nada do material de TÍ3O5 não de Magneli (o que causa resistência à corrosão ruim e baixa condutividade) . O pó de T1O2 precursor é escolhido ou tratado para a produção de um pó de subóxido de fase de Magneli com distribuição de tamanho de partículas requerida para boa condutividade.

[0012] A resina pode ser selecionada a partir de uma ampla variedade de materiais. São preferidas as resinas de termofixação. Uma resina adequada para a fabricação de uma placa resistente à corrosão é um epóxi não curado, tal como Araldite® PY307-1, em conjunto com um endurecedor HY3203®, ambos os materiais estando disponíveis a partir da Vantico AG de Basel, Suíça. Este mostrou ser particularmente resistente a uma corrosão anódica e para a feitura de uma placa sem poro, embora outros sistemas de resina produzam produtos satisfatórios. As resinas de termofixação são particularmente adequadas para a fabricação de placas de boa condutividade, uma vez que elas são manuseadas em uma prensa a quente, a qual também prensa as partículas em conjunto para um contato eletrônico íntimo, e elas também se retraem um pouco na cura, tornando mais próximas em conjunto as partículas adicionalmente.

Outras resinas de termofixação candidatas incluem epoxifenóis, resinas de novolac, resinas de epóxi à base de bisfenol A, resinas de epóxi de bisfenol F, poliésteres saturados, insaturados, isoftálicos, ortoftálicos, modificados com neopentilglicol, viniléster modificado, uretana de viniléster e similares. Alguns tipos destes polimeros mostraram exibir uma quantidade relativamente grande de retração na cura acoplada a uma adesão relativamente ruim às partículas. Isto permite que vazios de interconexão apareçam em torno das superfícies das partículas, o que as torna inadequadas para a produção de placas substancialmente sem poro. Contudo, aditivos de retração baixa e outros podem ser incluídos em graus comerciais destas resinas, desde que eles não tenham um efeito prejudicial sobre a estabilidade química da resina no eletrólito ácido. Alguns polímeros mostraram ser instáveis na presença de um eletrólito ácido polarizado. Algumas resinas comerciais têm um agente de liberação de molde pré-combinado na mistura, e estas devem ser evitadas nesta aplicação, uma vez que elas podem afetar de forma adversa a adesão dos materiais de batería ativos e potencialmente afetar a estabilidade à corrosão da placa e, também, a química de superfície (tensão superficial, etc.) do eletrólito ácido de batería. A resina escolhida preferencialmente será uma a qual seja resistente ao ácido de eletrólito, especialmente quando o eletrólito for para baterias bipolares.

[0013] A Patente U.S. N° 5017446 mostra a inclusão de uma ampla faixa de enchimentos condutivos em uma resina termoplástica. Nós descobrimos que a fração em volume alta de partículas mostrada na US 5017446 significa que o eletrodo acabado é muito poroso e inadequado para uso como um eletrólito bipolar, a menos que se tenha cuidado para garantir que a distribuição de tamanho de partículas das partículas seja tal que engendre uma densidade de acondicionamento muito próxima, tal como uma distribuição bimodal ou trimodal. Além disso, a matriz de 60% em volume de sólidos em um termoplástico, a qual esta fonte usa como um exemplo, tem propriedades de fluxo muito ruins, mesmo às altas temperaturas de fusão (370°C) citadas, e seria inadequada para moldagem por injeção - a qual é a técnica de produção em massa preferida para os materiais termoplásticos. De modo a se melhorarem a porosidade e as características de fluxo do fundido, é necessário reduzir significativamente a fração de partículas sólidas na mistura para menos do que em torno de 35% em volume. É claro a partir da Tabela III da US 5017446 que o material resultante teria uma resistividade a qual seria inadequada para uso em uma batería de chumbo ácido bipolar, onde o valor de limite de resistividade adequada geralmente é aceito como sendo menor do que 1 Ohm.cm. No exemplo 6, a US 5017446 indica que uma resistividade de 9,2 US 5017446 foi obtida, a qual é inadequada para uso como um eletrodo bipolar em uma batería de chumbo ácido. A presente invenção é de um material o qual tem resistividade adequada e porosidade, e pode ser feita sem a necessidade de um gerenciamento muito cuidadoso de tamanho de partículas e permite um processo industrial bem conhecido para fabricação .

[0014] A condutividade das partículas de subóxido de titânio pode ser melhorada pelo contato com um gás, tal como hélio ou hidrogênio, por um período, digamos de 24 horas, antes de ser incorporada na composição de resina na fabricação do eletrodo.

[0015] As proporções relativas de resina e pó de subóxido e a distribuição de tamanho de partículas do pó de subóxido afetarão as propriedades do eletrodo. Por exemplo, um eletrodo tenderá a ter baixa condutividade se: • Uma proporção muito alta em volume de resina for usada; e/ou • A placa ou outro formato de volume é pressionado na fabricação com muito pouca ou nenhuma força; e/ou • A distribuição de tamanho de partículas leva a uma 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 molde como um esguicho devido à resina curar tão rapidamente, à viscosidade da resina ser alta demais (intrinsecamente ou em virtude da temperatura de molde ser baixa demais) pelas folgas de molde serem pequenas demais. O eletrodo tenderá a ter uma porosidade através dele inaceitável se: • Uma proporção muito baixa em volume de resina for usada; e/ou • A distribuição de tamanho de partículas prover uma densidade de acondicionamento baixa, de modo que haja mais volume de vazios interparticula o qual precisa ser preenchido com resina e, então, a proporção de volume efetiva de resina se torna baixa; e/ou • 0 tamanho de partículas médio é grande demais; e/ou • A resina se retrai excessivamente na fabricação do eletrodo e, em virtude de uma adesão ruim às partículas forma cavidades adjacentes a e em torno das partículas na cura; e/ou • A resina cura lentamente demais, é de viscosidade baixa (intrinsecamente ou em virtude da temperatura de molde ser baixa demais) ou as folgas de molde são grandes demais que quantidades significativas de resina são perdidas a partir do molde.

[0016] Quando ao fabricar o corpo é preferido se ter um excesso ligeiro de uma resina de termofixação. Em uma moldagem em prensa, as partículas de condução são prensadas em conjunto para a formação de percursos condutivos de baixa resistência. Qualquer resina em excesso é ejetada do molde como um "esguicho", antes da cura final do material, a qual ocorre na prensa, sob pressão, desse modo travando a conectividade elétrica.

[0017] Partículas com razão de aspecto alta (por exemplo, hastes, fibras) ou baixa (por exemplo, flocos) do subóxido de titânio também podem estar presentes para aumento da conectividade entre as partículas de subóxido eletricamente condutivas no eletrodo. As partículas de razão de aspecto alta são especialmente favorecidas porque elas provêem percursos elétricos ininterruptos mais longos, desse modo aumentando a condutividade.

[0018] A placa pode ter a combinação a seguir de recursos: • Ser eletronicamente condutiva, isto é, de uma condutividade elétrica geral maior do que 0,5 S.cirr1, mais especificamente, ter uma condutividade ortogonal de pelo menos em torno de 1 S.crtr1, a qual é relativamente uniforme através da face da placa; • Essencialmente não ter porosidade transversal (a qual permitiría que espécies iônicas viajassem através dos poros causando uma autodescarga da batería), conforme demonstrado por uma corrente de vazamento de menos de 1 A/m2; • Ser resistente a ataque químico por materiais em uma batería de chumbo ácido (isto é, primariamente ao ácido, mas também o PbC>2 oxidante e o metal de Pb redutor) ; • Ser resistente à corrosão galvânica (especialmente no potencial de oxidação o qual ocorre durante uma recarga do lado positivo da placa bipolar); • Prover uma superfície íntima e aderente para os produtos químicos ativos na batería (tais como Pb02, PbSÜ4, Pb, sulfato de chumbo tribásico, sulfato de chumbo tetrabásico); • Ser mecanicamente robusta em seções finas; • Não catalisar a produção de oxigênio ou hidrogênio nos potenciais os quais ocorrem durante a recarga da batería; • Prover uma superfície à qual adesivos e selantes e/ou selos mecânicos podem ser aplicados; • Idealmente, ter algumas particularidades de superfície (tal como uma grade padronizada triangular, quadrada, hexagonal ou de outro tipo de mosaico) , os quais permitirão que o material ativo de pasta seja espalhado de forma fácil e uniforme sobre as células assim formadas, e para restrição do movimento da pasta durante o uso em ciclos de carga e descarga da batería; e • De modo ideal, ser de baixo peso.

Em um método de fazer um eletrodo, o método pode compreender a mistura de uma resina não endurecida, um endurecedor para ela, e as partículas do subóxido de titânio de Magneli e o derramamento da mistura em um molde para isso, para a formação do corpo conformado.

[0019] A resina e o endurecedor podem ser aquecidos, as partículas de subóxido de titânio sendo adicionadas para a formação de uma massa ("dough") , a qual então é adicionada a um molde pré-aquecido. Em um outro método preferido, os componentes de resina e as partículas de subóxido são primeiramente formados em um composto de moldagem de folha, o qual pode ser posto uniformemente no molde, porque ele pode ser manipulado facilmente.

[0020] O método pode incluir a etapa de colocação do molde em uma prensa aquecida e aplicando-se pressão. A pressão pode ser de em torno de 2000 Pa e a temperatura de pelo menos 35°C, preferencialmente pelo menos 70°C. Em uma modalidade, o método inclui a etapa adicional de remoção do artigo conformado do molde e limpeza das superfícies por processos tais como jateamento abrasivo, aplicação de descarga de corona e plasmas, e outras técnicas de limpeza de superfície.

[0021] O método pode incluir a etapa de aplicação de uma pasta de batería ao eletrodo. Diferentes quantidades de pasta podem ser aplicadas a áreas diferentes do eletrodo.

[0022] O método pode incluir a etapa de aplicação primeiramente de uma camada fina de metal ao eletrodo, antes de a pasta ser aplicada. O método pode incluir a aplicação da camada de metal por eletrogalvanização e a adição de dispersóides à solução de eletrodeposição.

[0023] O método pode incluir a etapa de prensagem de uma lâmina fina, digamos de até em torno de 200 mícrons de espessura, 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 vapor químico e similares.

[0024] As resinas de baixa viscosidade são preferidas para umedecimento da superfície externa das partículas, o que melhorará a porosidade baixa de, digamos, menos do que em torno de 50 Pa.s a 20°C. Estas resinas também tenderão a se infiltrar nas particularidades superficiais microscópicas das partículas para melhoria da resistência mecânica. A viscosidade pode ser diminuída por pré-aquecimento ou pela seleção de resinas adequadas. Contudo, resinas de viscosidade extremamente baixa devem ser evitadas, pelas razões declaradas acima.

[0025] Agentes de acoplamento, tais como silanos, para contato da superfície das partículas podem ser usados para melhoria da adesão e do umedecimento da resina para as partículas de subóxido para melhoria da baixa porosidade e alta resistência mecânica. Os agentes de acoplamento e/ou umedecimento (tais como silanos e outros tensoativos) podem ser usados vantajosamente em placas as quais não tenham a camada metálica imposta. A aplicação de pasta nas placas é realizada da forma usual, com uma pasta de óxido de chumbo convencional ou outras pastas contendo chumbo. A pasta no eletrodo pode ser curada da forma usual.

[0026] Uma batería pode incluir um eletrodo, conforme definido aqui, ou quando feita por um método conforme definido aqui.

[0027] A batería compreende uma pluralidade de eletrodos e um eletrólito ácido.

[0028] Com placas com pasta aplicada e curada, uma bateria é montada usando-se várias placas bipolares, orientadas apropriadamente e um monopólo positivo único em uma extremidade e um monopólo negativo único na outra. Mantas de vidro absorventes podem ser inseridas, vantajosamente, entre cada placa. A vedação das placas é obtida no laboratório pelo uso anéis em O de espessura apropriada e feitas de, digamos, uma folha de borracha de butila ou de silicone. A montagem inteira é mantida em conjunto por tiras de metal e cavilhas de comprimento adequado. Em uma bateria comercial, em um aspecto preferido da invenção, as placas são seladas em um recipiente plástico pré-moldado, com fendas para cada placa. Uma certa quantidade de compressão da manta de vidro e da pasta pode ser engendrada pelo dimensionamento correto do recipiente.

Essa compressão mostrou ajudar na adesão da pasta ao substrato de eletrodo bipolar. Ácido sulfúrico à baixa concentração pode ser adicionado, seguido por uma tampa tendo ranhuras as quais formarão um selo sobre as bordas de cada placa, posicionada no topo. A tampa vantajosamente também pode conter um sistema de regulagem de pressão de gás adequado.

[0029] A batería então é eletricamente formada da forma usual. Conforme a formação ocorre, então, o ácido aumenta de resistência, pela conversão da pasta contendo sulfato em PbC>2 na placa positiva e metal Pb na negativa. A resistência inicial do ácido sulfúrico deve ser escolhida para se garantir que a concentração final do ácido esteja na faixa de 30 a 40% em massa de ácido sulfúrico ou mesmo mais alta.

[0030] Ácido fosfórico também pode ser adicionado vantajosamente em uma substituição parcial ou total do ácido sulfúrico mais usual.

[0031] As baterias feitas por este método têm alta densidade de potência e de energia (W/m3, Wh/m3) , alta potência e energia específicas (W/kg, Wh/kg). Elas têm alta vida de ciclo, mesmo em condições de descarga profunda, e podem ser fabricadas de forma barata com tecnologia convencional.

[0032] Em uma batería bipolar, é importante uma descarga eficiente a altas taxas para que os eletrodos monopolares ou de extremidade tenham excelente condutividade plana. Por esta invenção, placas monopolares podem ser feitas pela substituição 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 subóxido serem postos no molde. Quando o molde é fechado e a resina curada, a grade ou malha de metal será pressionada em um lado do eletrodo formado, proporcionando a ele excelente condutividade plana para as finalidades de uma placa monopolar ou de extremidade. Obviamente, a grade ou malha de metal não deve ser exposta ao eletrólito, caso contrário será corroída. Preferencialmente, estojos de metal são eletricamente afixados à grade ou malha de metal, para a provisão de conexões terminações. Lâminas de chumbo ou de liga de chumbo também podem ser aplicadas vantajosamente à face reversa do eletrólito no molde, ao invés de na grade ou malha de metal para a provisão de boa condutividade plana para os eletrodos monopolares e/ou de extremidade.

[0033] Placas, grades ou malhas de metal podem ser incorporadas vantajosamente nas placas bipolares de modo a se aumentar a condutividade plana e para garantir uma boa distribuição de corrente pela área plena dos eletrodos. Canais de resfriamento podem ser introduzidos nas placas bipolares de maneira similar.

[0034] Um eletrodo pode ser testado para confirmação da ausência de microporos invisíveis, os quais levam a uma porosidade transversal em um eletrodo, antes da aplicação de pasta, compreendendo a colocação do eletrodo em uma batería simulada e medindo-se o fluxo de corrente ao longo do tempo.

[0035] Um eletrodo satisfatório terá um vazamento de corrente de menos de 1 A/m2 por 28 dias, quando testado no aparelho do Exemplo 2.

[0036] A invenção será descrita, agora, a titulo de exemplo apenas, e com referência aos desenhos diagramáticos associados, nos quais: a Figura 1 é uma vista em perspectiva de um gabarito de três partes útil na invenção; a Figura 2 mostra o lado inferior da primeira parte do gabarito; a Figura 3A mostra um estágio de abanco de um recipiente aberto para um molde; a Figura 3B mostra uma segunda modalidade de um estágio de avanço de um recipiente aberto para um molde; a Figura 4 é um corte vertical de um molde mostrando o fechamento e a aplicação de calor e pressão; a Figura 5 mostra uma variação da primeira parte do gabarito; 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 de uma 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 acordo com a invenção; a Figura 11A é uma vista plana de uma placa adicional de acordo com a invenção; e a Figura 11B é uma elevação da placa da Figura 11A.

[0037] De modo que o eletrodo e o método possam ser bem compreendidos, eles serão descritos, agora, com referências aos Exemplos a seguir.

Exemplo 1 [0038] 24 g de resina ARALDITE PY307 + 1 e 8,8 g do endurecedor HY3203 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 em conjunto e 65 g do pó de subóxido de Magneli, conforme abaixo, são adicionados e misturados completamente para a formação de uma massa. A análise de fase do pó de subóxido de Magneli foi medida por difração de raio X como: Ti407 26% T15O9 69% TieOn 5% [0039] A distribuição de tamanho de partículas foi medida em um Malvern Mastersizer como sendo: 100% em volume abaixo de 300 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 40 micrômetros [0040] A massa foi uniformemente espalhada em um molde que foi pré-aquecido para 75°C. Um espalhamento uniforme é importante para a obtenção de uma condutividade uniforme através da face da placa. O molde de laboratório é de um tipo de "quadro de janela" e consiste em dois pratos e um quadro. A cavidade de molde tem uma área de 149 x 109 mm (0,01624 m2) e, portanto, produzirá placas deste tamanho. O volume de massa foi suficiente para a produção de uma placa de em torno de 1,5 mm de espessura. Dois pinos de localização em cantos diagonais são usados para a localização das várias partes do molde. Alavancas espaçadoras estão disponíveis para a reabertura do molde para ejeção da parte fabricada, após a moldagem estar completada.

[0041] O molde pode ser tratado vantajosamente com um agente de liberação de molde, tal como Frekote 770NC®. O molde foi fechado e posto em uma prensa aquecida a 75°C. O molde foi inicialmente prensado a 70 kN (1137 Pa) por 5 segundos e, então, a 100 kN (1625 Pa) por 25 minutos. O molde é aberto e a placa resultante é extraída. Qualquer rebarba é removida com uma espátula de metal.

[0042] A superfície da placa foi limpa com jateamento abrasivo, em uma câmara de jateamento, tal como uma Gyson Formula F1200®. A pistola de jateamento foi suprida com ar a uma pressão de 0,8 MPa. Alumina foi usada para o meio de jateamento, embora outras condições de jateamento e outros métodos de limpeza indubitavelmente produzam resultados satisfatórios. O jateamento foi realizado manualmente, até que a superfície inteira estivesse uniformemente de cor cinza mate. Testes com técnicas de varredura de impedância de superfície mostraram que um jateamento desta forma produz uma placa com uma impedância de superfície muito uniforme. A superfície da placa também pode ser adicionalmente modificada por técnicas tais como descarga de corona ou pela aplicação de plasmas.

[0043] Um elemento espaçador separado incorporando um padrão de grade formado de um material não condutivo e resistente a ácido, tal como ABS ou resina de epóxi curada, então foi aplicado a ambas as superfícies planas da placa para a provisão de uma grade elevada em uma superfície. No exemplo, esta grade cobre a área central de 136 x 96 mm da placa. A grade das placas não se estendeu para o perímetro da placa, para a provisão de um flange para vedação. As dimensões da grade podem ser mudadas pela alteração do formato do molde, e, assim, volumes diferentes de material ativo de pasta serão aplicados às placas de uma maneira controlada.

[0044] A condutividade da placa então foi testada e mostrou estar na faixa de 1 a 2 S.cm-1. Neste exemplo, o peso específico da placa final foi de em torno de 2,2 g/cm3. Pressões de prensagem mais altas produzem níveis mais altos de condutividade. Assim, a faixa preferida de pesos específicos para o produto final está na faixa de 1,8 a 2,4 g/cm3 ou acima.

[0045] As placas tiveram a pasta aplicada com material ativo e foram montadas em baterias, conforme abaixo. Elas satisfazem a todos os critérios acima.

[0046] Melhores resultados seriam obtidos se uma camada metálica fina fosse primeiramente aplicada à superfície plana da placa, antes da adesão do espaçador. Esta camada pode ser de chumbo puro ou de ligas de chumbo (com, por exemplo, antimônio, bário, bismuto, cálcio, prata, estanho, telúrio) e ser aplicada de várias formas, tais como eletrogalvanização, desintegração e deposição de catodo, evaporação térmica e deposição, deposição com vapor químico, jateamento com granalha de chumbo e liga de chumbo, plasma ou aspersão térmica ou por aplicação direta de lâminas de metal finas no molde de prensagem. Uma variedade mais ampla de ligas pode ser considerada do que estava previamente disponível para o engenheiro de batería de chumbo ácido, onde as ligas não apenas devem satisfazer às condições de corrosão, mas também a critérios de resistência e uma capacidade de ser fabricada em grades metálicas. Uma forma conveniente de aplicação da intercamada no laboratório é por eletrogalvanização, conforme se segue: [0047] Um lado dos flanges foi pintado com uma laca de revestimento isolador, tal como Lacomit® a partir de HS Walsh & Sons Ltd. A placa então foi selada com um anel em O de borracha no fundo de um tanque de eletrodeposição de plástico com o flange revestido isolado mais superior. Uma tira de metal de chumbo foi prensada contra o outro lado do flange para a provisão de uma conexão elétrica. Quando da eletrodeposição do lado o qual será usado como um positivo, em torno de 500 ml de uma solução de eletrodeposição, tal como ácido metano-sulfônico de chumbo / estanho a 27%, contendo um aditivo iniciador, tal como Circamac HS ST6703 (ambos os materiais sendo supridos pela MacDermid Canning Ltd) foram derramados no tanque de eletrodeposição. Um grande anodo de chumbo puro foi usado como o contra-eletrodo. Nas placas do tamanho de laboratório, uma corrente de 0,5 A foi aplicada por 7 horas, a qual depositou aproximadamente 10 g de uma liga cuja composição foi de aproximadamente 6:94 de estanho: chumbo.

[0048] A eletrodeposição do lado negativo foi similar, exceto pelo fato de a solução de eletrodeposição ser ácido metano-sulfônico de chumbo (Circamac HS ST6703) . Uma corrente de 0,5 A foi aplicada por aproximadamente 3 horas, a qual depositou em torno de 5 g de metal de chumbo.

[0049] Outras soluções de eletrodeposição, tais como aquelas à base de ácido fluorobórico, podem ser usadas. O processo de eletrodeposição também pode envolver o uso, inter alia, de "dispersóides" tais como titânia, para a produção de um acabamento superficial mais rugoso para melhor encaixe com a pasta subseqüentemente aplicada.

[0050] Os ajustes na corrente de eletrodeposição e outros aditivos também podem afetar vantajosamente a morfologia de superficie da camada.

[0051] Após a eletrogalvanização, as placas são removidas do banho de eletrodeposição e lavadas completamente em água desionizada. A laca de revestimento isolador é removida com acetona.

[0052] Um outro método conveniente para a aplicação de metais é pela aplicação direta de lâminas metálicas finas no molde de prensagem. Por exemplo, uma lâmina de chumbo com dois por cento de liga de estanho, 50 pm de espessura, é colocada no fundo do molde pré-aquecido e a mistura de resina e pó espalhada sobre ela. Uma segunda lâmina é colocada sobre o material espalhado, antes de o molde ser fechado e a resina ser curada, conforme acima. Neste estágio, a camada metálica, aplicada por eletrodeposição, prensagem direta de lâmina, plasma ou aspersão de chama, desintegração e deposição de catodo, deposição com vapor químico, ou qualquer outro método, pode ser ativada pela lavagem dela em ácido sulfúrico concentrado imediatamente antes da aplicação de pasta. Um método particularmente adequado de formação de uma placa com lâminas é mostrado abaixo.

[0053] Em uma outra modalidade da invenção, uma camada de dióxido de chumbo ou de dióxido de estanho (adequadamente dopado com, por exemplo, antimônio, para aumento da condutividade) pode ser aplicada sobre o substrato por métodos tais como eletrogalvanização anódica, desintegração e deposição de catodo, deposição com vapor químico e processos similares, diretamente ou após a camada metálica ser aplicada. Uma camada como essa é aplicada preferencialmente no lado positivo de um eletrodo bipolar.

[0054] É bem compreendido na indústria de batería de chumbo ácido que um certo nível baixo de corrosão de um eletrodo de chumbo ou de liga de chumbo melhora a adesão da pasta ativa (particularmente da pasta positiva) ao eletrodo. Contudo, no caso de uma intercamada descrita, se a taxa de corrosão for alta demais, a intercamada poderá ser completamente consumida, especialmente sob condições de descarga profunda ou alta sobrecarga de uma batería de chumbo ácido. Um aspecto da invenção é prover uma intercamada com áreas diferentes, algumas das quais sendo altamente corrosíveis (as quais proporcionam boa adesão de pasta) e outras áreas são mais resistentes à corrosão (o que proporciona vida longa).

[0055] O método descrito acima produz placas as quais são nominalmente planas. Contudo, placas com uma curvatura simples e composta e formatos de perímetro diferentes podem ser feitas por uma modificação apropriada do formato do molde. Quando montadas em baterias, tais placas engendrarão um formato apropriado na batería acabada para se permitir que ela seja instalada mais convenientemente, por exemplo, em um painel de carroceria de um veículo.

Exemplo 2 [0056] Eletrodos de placa descritos aqui foram testados antes da aplicação de qualquer camada metálica ou pasta de batería ativa para confirmação da presença de quaisquer microporos invisíveis através da placa, os quais permitiríam que espécies iônicas (tais como H+, OH", SO42") migrassem através da placa. Uma célula de teste adequada, a qual simula muito proximamente os processos os quais ocorrem em uma batería, é mostrada na Figura 9 associada. A placa foi montada como se fosse um bipólo em uma célula de 4 V, a qual também contém um monopólo carregado positivo com pasta plenamente aplicada, curado e um monopólo negativo similar. Estes, preferencialmente, são do tipo de grade de chumbo convencional. Ácido sulfúrico a 30% foi colocado entre a placa e os monopólos da maneira convencional. Um potenciostato foi aplicado através dos monopólos para manutenção da voltagem através da placa de teste (medida por dois eletrodos de referência idênticos no ácido em qualquer lado da placa de teste) para ser de 2,6 V - a qual é a voltagem máxima que será aplicada através de um bipólo de batería de chumbo ácido em uma operação normal. O fluxo de corrente é anotado.

[0057] Nós descobrimos que uma corrente tipica observada inicialmente foi de em torno de 0,3 A/m2. Isto se mantém muito constante por períodos longos (meses), quando a placa é fabricada conforme acima com a resina de epóxi preferida. Com outras resinas, é possível que, embora a corrente medida comece baixa, ela suba por uns poucos dias ou semanas por várias ordens de magnitude. Isto implica que algumas resinas estão sendo corroídas ou degradadas de outra forma pelo ácido a uma alta oxidação e potenciais de redução e que uma porosidade iônica está sendo criada. Uma formulação de placa como essa é inadequada para eletrodos de batería bipolar e significa que pelo uso do teste esboçado, a pessoa versada na técnica será capaz de determinar quais resinas são mais bem usadas nesta invenção.

[0058] O eletrodo de placa pode ter um flange moldado de resina, o qual é livre do pó de subóxido. Isto reduzirá o custo da placa, mas ainda proverá uma vedação efetiva. Isto é aplicável a células eletroquímicas em geral, incluindo baterias de ácido de chumbo bipolares, a outros tipos de baterias e a células de combustível, células de armazenamento de energia de oxirredução e similares.

[0059] O dito acima não está restrito a partículas condutivas, tais como subóxidos de titânio, embora estes sejam conhecidos por serem muito altamente resistentes à corrosão, quando fabricados de acordo com os ensinamentos da US 5173215, o que é requerido para aplicações de eletrodo de batería de chumbo ácido. Outras partículas condutivas também podem ser usadas, tais como óxidos de titânio dopado com nióbio, óxidos de tungstênio, óxidos de nióbio, óxidos de vanádio, óxidos de molibdênio e outros óxidos de metal de transição em formas estequiométricas e não estequiométricas. É uma vantagem que eletrodos de boa condutividade possam ser feitos a partir de materiais em partículas de condutividade relativamente baixa, ou por uma proporção menor de materiais particulados relativamente dispendiosos.

[0060] Também é descrito aqui um método de fabricação e, mais particularmente, um método de moldagem com muita velocidade de composições curáveis com calor para a formação de artigos conformados.

[0061] Também é descrito aqui um método de fabricação e, mais particularmente, um método de moldagem com muita velocidade de composições curáveis com calor para a formação de artigos conformados.

[0062] O pedido de patente, PCT/GB02/00230, publicado sob o N° WO 02/058174 em 25 de julho de 2002, descreve e reivindica um eletrodo para uma batería, o eletrodo compreendendo um corpo substancialmente sem poro conformado de resina endurecida e tendo percursos elétricos definidos por partículas condutivas de contato. Pretende-se que, por esta referência, a exposição inteira deste pedido seja incorporada aqui. Em uma modalidade, o eletrodo é em forma plana, isto é, uma placa. Vários métodos de fabricação são mostrados, incluindo uma fabricação por prensagem de uma composição de cura com calor ou de termofixação em um molde aquecido. Em um método exposto, lâminas metálicas finas são postas nos moldes de prensagem, a composição adicionada e uma lâmina de topo aplicada, o molde então sendo fechado e uma pressão sendo aplicada. A parte formada então é ejetada.

[0063] De modo a se maximizar a taxa na qual tais partes são formadas, é preferido ter a ferramenta de molde operando uma temperatura alta, para redução do tempo de cura. Quando elevada para temperaturas altas, a viscosidade da composição de resina/endurecedor diminui em poucos segundos e a composição começa a geleificar em uns poucos segundos a mais.

[0064] Dai, uma forma rápida e conveniente de introdução das lâminas metálicas e da composição na cavidade de molde é requerida.

[0065] Um método de envio de uma composição para a cavidade de molde, de modo que o molde possa ser fechado rapidamente, de modo a se minimizarem e evitarem problemas decorrentes de cura prematura em uma moldagem à alta temperatura, é descrito abaixo. Também, um método o qual se relaciona à remoção do artigo moldado rapidamente para maximização da disponibilidade e da produtividade da prensa é mostrado.

[0066] O método de fazer um artigo compreendendo uma composição curada com calor com uma lâmina metálica, ou uma folha não metálica em uma ou mais faces, o método compreendendo: • o avanço de um vaso contendo uma composição curável com calor para uma cavidade de molde aquecida e aberta, o vaso tendo um fundo aberto, uma primeira lâmina ou folha fechando o fundo aberto do vaso; • a liberação da lâmina ou folha para se fazer com que a composição curável com calor se localize em uma cavidade de molde aberta; • opcionalmente, a aplicação de uma segunda lâmina ou folha para fechamento do recipiente; • o fechamento da cavidade de molde aquecida e a aplicação de pressão para a formação de um artigo e permitindo-se um período de tempo para a cura da composição; e • a retirada de um artigo formado do molde.

[0067] No método, um gabarito de parte de partes múltiplas para a realização de quaisquer duas, três ou quatro das etapas é usado, o gabarito compreendendo uma primeira parte para a provisão do vaso para alojamento da composição, e uma segunda parte para fechamento do topo aberto do vaso, e uma terceira parte para retirada do artigo formado do molde.

[0068] O método é particularmente adequado para a formação de artigos geralmente planos, com lâminas ou folhas aplicadas a uma ou mais faces maiores dos mesmos.

[0069] Com referência, agora, às Figuras 1 a 6, um gabarito J compreende um corpo feito de um metal leve, tal como alumínio, ou qualquer outro material adequado para a temperatura de operação de em torno de 200°C. Um material leve é preferido, de modo que o gabarito seja mais facilmente manipulado por um operador ou por um dispositivo robótico e tendo até três partes ou zonas. Estas são um quadro de recipiente 1 para recebimento do recipiente aberto, um aplicador de tampa de lâmina ou folha opcional 2 e um dispositivo de captura opcional 3.

[0070] Na extremidade de entrada L, o gabarito compreende o quadro aberto 1, o qual é menor de forma fracionária do que o tamanho da cavidade C de um molde Μ. O quadro tem um topo aberto 4. Em torno da periferia do lado inferior do quadro há orifícios 5, aos quais um vácuo pode ser aplicado a partir do interior do quadro. Se for requerido que a parte seja grande, ou a lâmina é pesada, um vácuo extra pode ser aplicado no centro do quadro, ao se terem elementos de quadro intermediários equipados com tubos de vácuo presentes. 0 quadro, portanto, pode ser usado para a captura e o transporte de uma lâmina ou folha F1 em seu lado inferior. Uma fenda 6 pode estar presente no lado inferior do gabarito para a definição de um espaço entre o quadro 1 e o aplicador de tampa opcional 2. A presença da lâmina ou folha F1 fecha a abertura de fundo do quadro e efetivamente transforma o quadro em um recipiente de topo aberto ou vaso V para o recebimento de uma alíquota medida de uma composição de resina curável com calor e pó 7. A composição pode ser espalhada através da área do quadro por uma lâmina raspadora ou similar ou, no caso de um pó fluido razoavelmente livre, por agitação ou vibração, ou distribuída uniformemente por um arranjo de funil, possivelmente com um bico largo sendo movido sobre a área apropriada do recipiente.

[0071] A lâmina pode ser feita de chumbo ou de uma liga de chumbo, de níquel ou de uma liga de níquel, ou pelo menos uma das lâminas compreende um metal a partir do grupo de platina, ouro, prata, paládio, ródio, ítrio, iridio, rutênio, zinco, ósmio, rênio, tântalo, bismuto, antimônio, estanho, vanádio, cobalto, cério, alumínio, cobre, índio ou uma liga dos mesmos. Em uma variação, a lâmina é substituída por uma folha, tal como um rótulo de papel ou um laminado de materiais diferentes, por exemplo, chumbo e cobre ou níquel ou outras ligas. Em uma outra variação, a lâmina é substituída por um rótulo de papel. Isto pode ter vários benefícios, por exemplo, para a medição da condutividade da matriz curada não se desejaria ter uma lâmina sobreposta.

[0072] O aplicador de tampa opcional também tem orifícios de vácuo, não mostrados, para manutenção de uma tampa de lâmina ou folha F2 sobre seu lado inferior, ou pode ser separada por uma fenda 8 do dispositivo de captura opcional 3. O aplicador de tampa pode ser usado para se colocar a segunda lâmina ou folha no topo da composição de resina curável com calor na cavidade de molde.

[0073] O dispositivo de captura opcional 3 (não mostrado em seção transversal) também é equipado com vácuo e pode ser usado vantajosamente para a captura e a remoção de qualquer parte previamente acabada do molde, no começo de cada ciclo. Outros métodos de ejeção da parte, tais como pinos ejetores, também podem ser usados.

[0074] O carregamento de cavidade rápido prossegue conforme se segue: um vácuo é aspirado através dos orifícios 5 no quadro 1 para a aspiração da lâmina ou folha F1 no quadro 1 do gabarito J. A composição curável 7 é adicionada. A seção de aplicador de tampa do gabarito 2 é movida para uma localização em que ela é carregada de forma similar com uma lâmina ou folha F2. É possível que ambas as lâminas ou folhas possam ser carregadas antes de a composição ser carregada no recipiente formado pelo quadro 1 e pela lâmina ou folha F2.

[0075] Quando carregado desta forma, o gabarito J é movido até o dispositivo de captura 3 ser apresentado para a cavidade aberta e pré-aquecida, a qual contém uma parte previamente curada, a qual é afixada a 3, por um vácuo, seguindo-se ao que o gabarito é elevado verticalmente para remoção da parte acabada da cavidade de molde. O quadro 1 tendo sua lâmina ou folha Fl contendo a composição é apresentado para e colocado em ou a uma distância curta acima da cavidade C do molde aquecido M. Pinos de guia, não mostrados, podem ser usados para a localização do quadro 1 de forma acurada ou, preferencialmente, um dispositivo robótico pode ser programado para manter o gabarito J e garantir um posicionamento acurado. 0 vácuo então é liberado, de modo que a lâmina ou folha e a composição curável com calor permaneçam na cavidade C, conforme o quadro 1 for elevado verticalmente. O gabarito J então é movido rapidamente (para a esquerda, conforme mostrado), até o aplicador de tampa 2, previamente carregado com a segunda lâmina ou folha F2, ser apresentado para a cavidade, e seu vácuo é liberado. A segunda lâmina ou folha F2 cai sobre o recipiente V. O aplicador 2 é elevado verticalmente, deixando a segunda lâmina ou folha F2 no topo da composição 7. O gabarito é movido para longe, de modo que a ferramenta alojando o molde M possa ser fechada. 0 tempo entre a composição curável com calor ser colocada na cavidade aquecida e a cavidade ser fechada e uma pressão aplicada pode, por este método, ser tão curto quanto de em torno de 3 segundos e de não mais do que 10 segundos, garantindo que os efeitos de cura prematura sejam minimizados. Durante o período de molde fechado, a resina se liquefaz e flui para as extremidades da cavidade. Preferencialmente, alguma rebarba é formada, para garantir que a cavidade C seja completamente preenchida e receptáculos de rebarba podem ser vantajosamente projetados no molde para esta finalidade. A cavidade vantajosamente pode ter estruturas de selo de resina ligeiramente elevadas 9 (veja a Figura 4) em partes do molde, para restrição do possível fluxo de resina líquida sobre as extremidades da lâmina ou folha, durante a cura.

[0076] Durante o período de cura, o gabarito J pode ser movido vantajosamente para uma localização para depósito da parte previamente curada para acabamento e processamento adicional, conforme requerido. O quadro 1 e o aplicador de tampa 2 então são movidos para uma estação de carregamento e são recarregados com lâminas ou folhas e a composição. Quando o tempo de cura está completado, a ferramenta é aberta. Imediatamente, o ciclo então recomeça de novo, conforme descrito acima.

[0077] Com um tempo de cura de 30 segundos e 7 segundos para carregamento e desmoldagem, é possível que um robô de eixo múltiplo único e gabarito para serviço 4 prense e fabrique partes a uma taxa de 1 por 9 H segundos.

[0078] O padrão de grade e/ou elemento espaçador periférico podem então ser aderidos a uma ou ambas as superfícies planas.

[0079] O uso deste método na invenção não está limitado ao uso da modalidade acima. As partes do gabarito podem ser separadas. A lâmina ou folha Fl pode ser do mesmo tamanho que a cavidade; em alguns casos, vantajosamente ela pode ser menor (por exemplo, menor vários milímetros) do que o tamanho da cavidade. A segunda lâmina ou folha F2 pode ser ligeiramente menor do que a primeira lâmina ou folha Fl, em cujo caso a segunda lâmina ou folha F2 pode ser posta no topo da composição no quadro 1, conforme mostrado na Figura 3b.

[0080] O gabarito J também pode portar bocais para a aplicação periódica de um agente de liberação de molde, ou escovas para limpeza periódica da cavidade de molde.

[0081] Em um outro método, a segunda lâmina ou folha F2 pode ser capturada por um sistema a vácuo, uma segunda parte do gabarito J - de forma análoga à primeira lâmina ou folha na Parte 1, mas, neste caso, não há exigência de a parte 2 consistir em um quadro. A Parte 2 (veja a Figura 3) é dimensionada de forma similar ligeiramente menor do que o tamanho da cavidade a ser carregada.

[0082] Em uma variação, um quadro de plástico conformado previamente também pode ser previamente carregado na cavidade de molde pela parte 1 do gabarito H, em uma ação secundária após a captura da primeira lâmina ou folha Fl. Isto requerería que um sistema a vácuo adicional fosse aplicado e, também, uma concavidade para o recebimento do quadro de plástico pré-formado em pelo menos uma parte da cavidade de molde. 0 quadro de plástico pré-formado pode conter outras particularidades, tais como orifícios e válvulas, os quais podem ser de importância, caso a parte acabada seja utilizada em uma célula ou batería eletroquímica bipolar.

[0083] A Figura 5 mostra um arranjo segundo o qual um sistema a vácuo extra 13 é aplicado na parte 1 de gabarito J para manutenção de uma parte de quadro de plástico pré-formado 10. Quando a parte 1 do gabarito J é apresentada para a cavidade de molde, conforme descrito acima, ambos os vácuos são liberados, depositando a lâmina ou folha Fl, a composição curável com calor e o quadro pré-moldado 10 na cavidade. Após a colocação opcional da segunda lâmina ou folha F2, a contraparte da ferramenta de molde é aplicada (Figura 6) para fechamento da cavidade. A Figura 7 mostra um detalhe de como a ferramenta de molde fechada, as lâminas ou folhas, a composição curável com calor e o quadro pré-formado apareceríam em seção transversal, enquanto o calor e a pressão estão sendo aplicados. A Figura 7 também ilustra uma possibilidade opcional de uma particularidade de lingüeta ser moldada na composição curável com calor, a qual tem uma particularidade de ranhura de contraparte no quadro pré-formado, para facilitação da montagem de uma célula ou batería eletroquímica de célula múltipla.

[0084] Nesta invenção, a placa preferencialmente é formada inicialmente como uma placa lisa "sem particularidade" e subseqüentemente adaptada com um espaçador separado, o qual pode incluir um padrão de grade. 0 espaçador é fixado à placa inicialmente lisa por um adesivo (por exemplo, uma resina de epóxi) ou um outro meio apropriado. 0 espaçador define um padrão o qual se delineia onde a pasta é para ser aplicada e para ajudar a retê-la em posição. 0 padrão de grade (ou similar) pode ser aplicado a uma placa formada pelos métodos descritos aqui com referência às Figuras 1 a 8. A Figura 10 mostra uma placa com um padrão de grade o qual foi formado por um processo de moldagem para adesão subseqüente a uma superfície plana de uma placa.

[0085] Com referência às Figuras 11A e 11B, é mostrado um eletrodo da invenção 30 compreendendo uma placa sem particularidade plana 31 formada de partículas condutivas (por exemplo, subóxido de titânio) em um substrato (por exemplo, uma resina de termofixação) a cujas superfícies maiores uma camada metálica pode ter sido aplicada.

[0086] De acordo com a invenção, um elemento espaçador periférico não condutivo 32 foi aplicado a ambas as superfícies maiores, para a definição de um par de rebaixos 33 para retenção da pasta condutiva.

[0087] O elemento espaçador 32 pode conter membros ou braços para a definição de células, conforme pelo eletrodo da Figura 10. Os elementos 32 podem ser posicionados para dentro de uma ou mais das bordas externas da superfície ou das superfícies maiores da placa 31.

[0088] O eletrodo 30 pode ter padrões diferentes em um dos lados, por exemplo, uma grade em um lado e um elemento espaçador no outro.

[0089] Uma faixa preferida para a altura do elemento espaçador 32 e/ou da grade está entre 0,1 mm e 8 mm ou ainda melhor do que isso, entre 0,3 mm e 3 mm. A altura do padrão de grade mostrado na Figura 10 é de 1 mm. Para enfatizar, a invenção aqui inclui todos os aspectos dos eletrodos, placas, métodos e meios descritos anteriormente aqui, quando aplicados em conjunto com o recurso de feitura da placa como um item "liso" e/ou sem particularidade e a fixação a ela de um padrão elevado inicialmente separado, tal como um elemento espaçador ou uma grade ou um padrão similar.

[0090] O elemento espaçador 32 e/ou a grade podem ser dimensionados para permitirem que volumes diferentes de pasta sejam retidos em áreas diferentes adjacentes da placa 31.

[0091] A grade não precisa definir um arranjo regular de células e/ou não precisa se estender pela maioria da face da placa.

[0092] A invenção também inclui a feitura de um elemento espaçador o qual pode incorporar um padrão de grade e a afixação do elemento à placa diretamente, durante um processo de moldagem. O padrão mostrado na Figura 10 podería ser feito por este processo e podería ter as mesmas dimensões.

[0093] Por exemplo, o espaçador (por exemplo, incorporando um padrão de grade) podería ser formado com uma folha de metal afiada a ele e o conjunto usado no método descrito em relação às Figuras 1 a 8.

[0094] O formato do padrão será determinado pelo uso feito do eletrodo. Por exemplo, se o eletrodo for para ser usado em regimes de ciclos altos (incluindo durante muitos eventos de descarga), um padrão de grade aplicado provavelmente será usado tendo uma multiplicidade de células para limitação dos efeitos da dilatação e da retração da pasta.

[0095] Também foi descoberto que a adição de um padrão elevado, por exemplo, um elemento espaçador, um padrão de grade ou similar pode levar a um aumento na rigidez de uma placa sem particularidade, desse modo se aumentando a robustez.

[0096] A placa pode ter algumas particularidades providas em torno da periferia da mesma, tal como uma particularidade de lingüeta periférica (conforme mostrado na Figura 7).

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Eletrodo compreendendo uma placa que tem uma superfície compreendendo um padrão para guiar a aplicação de e/ou a retenção de uma pasta de eletrólito adjacente à placa, caracterizado pelo fato de que o padrão compreende um padrão elevado inicialmente separado afixado à superfície maior que se estende para ou a ou em direção à periferia de uma superfície maior para deixar as bordas da placa expostas, em que a placa é inicialmente uma placa lisa sem particularidade, em que a placa compreende um corpo substancialmente sem poros conformado de resina endurecida e tem percursos elétricos definidos pelo contato das partículas condutivas, em que as partículas condutivas são partículas de subóxido de titânio.

2. Eletrodo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma intercamada metálica entre o padrão e a placa.

3. Eletrodo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de o padrão compreender um ressalto localizado na ou na direção da periferia de uma ou ambas as superfícies maiores da placa.

4. Eletrodo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o padrão compreende uma grade para a definição de uma pluralidade de células para a aplicação e a retenção de uma pasta eletrolítica.

5. Eletrodo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o padrão é formado a partir de um material não condutivo.

6. Eletrodo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o material não condutivo é selecionado a partir de uma resina de epóxi curada ou de acrilonitrila butadieno estireno.

7. Célula química, batería ou célula de potência caracterizada pelo fato de que compreende um eletrodo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

8. Método para fazer um eletrodo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, o método compreendendo fazer uma placa de eletrodo substancialmente lisa e/ou plana tendo duas superfícies maiores e bordas periféricas, caracterizado pelo fato de que após fazer desse modo a referida placa, aderir a ela um padrão elevado feito separadamente para guiar e/ou reter a pasta de eletrólito, o padrão se estendendo em direção à ou para a periferia de uma superfície maior e deixando as bordas da placa expostas, em que a placa compreende um corpo substancialmente sem poros conformado de resina endurecida e tem percursos elétricos definidos pelo contato das partículas condutivas, em que as partículas condutivas são partículas de subóxido de titânio.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende a localização de uma intercamada metálica entre o padrão elevado e a placa.