CA1176702A - Matiere active pour electrodes d'accumulateurs au plomb - Google Patents

Matiere active pour electrodes d'accumulateurs au plomb

Info

Publication number
CA1176702A
CA1176702A CA000418421A CA418421A CA1176702A CA 1176702 A CA1176702 A CA 1176702A CA 000418421 A CA000418421 A CA 000418421A CA 418421 A CA418421 A CA 418421A CA 1176702 A CA1176702 A CA 1176702A
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
lead
chosen
fact
group formed
material according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
CA000418421A
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Mirebeau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Europeenne dAccumulateurs SA
Original Assignee
Compagnie Europeenne dAccumulateurs SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Europeenne dAccumulateurs SA filed Critical Compagnie Europeenne dAccumulateurs SA
Application granted granted Critical
Publication of CA1176702A publication Critical patent/CA1176702A/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/56Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of lead
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

: Matière active pour électrodes d'accumulateurs au plomb. Cette matière comprend du plomb, ou de l'oxyde de plomb PbO2, ou un mélange de plomb et d'oxyde de plomb. Elle comporte, en volume, de 15 à 50% d'une matière synthétique conduc-trice constituée par au moins un polymère dopé par des ions, ledit polymère étant choisi dans le groupe formé par : - le polypyrrole (C4H3N)n, et ses dérivés de formule <IMG> dans laquelle R1, R2, R3, qui peuvent être identiques ou différents, sont choisis parmi l'hydrogène, -OCH3 , -SCN, -OCN, - SR, R, R désignant un radical alkyle ou aryle, pouvant comporter un ou plusieurs substituants compris dans le groupe formé par -OCH3, -SCN, -OCN, NO2, - le polypyrrole déshydrogéné, de formule (C4H2N)n, - le polyparaphénylène (C6H4)n et ses dérivés substitués de formule : <IMG> dans laquelle R'1, R'2, R'3, R'4 qui peuvent être identiques ou différents, sont choisis parmi l'hydrogène, <IMG> , <IMG> , R - et le polyacétylène (CH)n.

Description

7~

1 Pl.

Matière active pour électrode~ d'acCumulateurs au plomb L'~nvention concerne les matières actives pour électrodes d'accu-mulateurs au plomb, comportant du plomb, ou de l'oxyde de plomb PbO2, ou un mélange de plomb et d'oxyde de plomb PbO2.
Au cours de la décharge de ces accumulateurs, en présence d'acide sulfurique agissant comme éiectrolyte, on constate au nlveau de~ élec-trodes la coexistence de deux phases solides :
- une première phase conductrice correspondant à l'espèce chargée Pb et/ou PbO2 10 - une seconde pha~e isolante correspondant à l'espèce déchargée.
Les proportions relatlves de ces deux phases varient au cour~ de la déoharge.
La résistance électrique du mélange e~pèoe chargée-espèce déchar-gée varie donc au cours de la décharge et on constate que cette variation 15 suit une loi du type loi de percolation, ce qui se traduit par un accroissement brutal de la résistance à partir d'un certain seuil. Ce ~euil est atteint lor~que le mélange des phases comporte en volume envi-ron 65 à 70% de matière déchargée.
L'utilisation de l'accumulateur n'étant plus possible lorsque ce 20 seuil est atteint, on peut donc considérer que l'électrode comportait en volume, environ 30S à 35~ de matière chargée inutile.
Pour améliorer les performances massiques de ces électrodes, on a alor~ pensé à introduire dans celles-ci du graphiSe. Toutefois, on a constaté que dans les électrodes po3itives le graphite se transrormait 25 en C02 qui se dégageait. Pour les électrodes négatives, si l'on a bien constaté une certaine amélioration pour les premières décharges, on ~'est aperçu qu'ensuite apparaissaient des problèmes de contrainte entre le graphite et le plomb, qui étaient pré~udiciables au bon fonctionne-ment des accumulateurs.
L'invention permet de remédier à ces inconvénients et d'obtenir de~ électrodes présentant des performances massiques améliorée~, suscep-tibles de subir des nombreux cycles charge-décharge sans détérioration.
Elle a pour ob~et une matière active pour électrode d'accumula-teurs au plomb, comprenant du plomb, ou de l'oxyde de plomb PbO2, ou un 35 mélange de plomb et d'oxyde de plomb PbO2, caractérisée par le fait ~7 ~7~'~0~

qu'elle comporte, en volume, de 15 à 50% d'une matière synthétique conductrice constituée par au moins un polymère dopé par des ions, ledit polymère étant choisl dans le groupe formé par :
- le polypyrrole (C4H3N)n, et ses dérivés substitués de formule ~1' Rl n dans laquelle R1, R2, R3, qui peuvent etre identiques ou différents, sont choisis parmi l'hydrogène, -OCH3 , -SCN, -OCN, - SR, R, R désignant un radical alkyle ou aryle, pouvant comporter un ou pluqisurs substi-tuants compris dans le groupe formé par -OC~3, -SCN, -OC~, N02, - le polypyrrole déshydrogéné de formule (C4H2N)n, - le polyparaphénylène (C6H4)n et ses dérivés substitués de formule :

/ R'l ~--~Rl2\

R~3 R~L/n dan9 laquelle R'1, R'2, R'3~ R'4~ qui peuvent être identiques ou dif~é-rent3, sont choisis parmi l'hydrogène, - C = Q, S02R, P = O , R
~R ~ (OR)2 3o - et le polyacétylène (CH)n.
Le polymère dopé peut être représenté par les ~ormules :

~(C4R1R2R3N) , y A ~ n ' ;(C4H2N)Y , yl~

D

[~C6R lR 2R 3R 4 ) Y ] n E :1 n A etant l'ion dopant, y compris entre 0 et 1, representant la fraction de A par monomère.
Avantageusement, y est compris entre 0,02 et 0,35.
Selon une caracteristique de l'invention, les ions dopant sont accepteurs d'electrons et sont choisis dans le groupe forme par C104 , FeC13, AsF5 , SO4 , et HSO~ . Les ions dopants peuvent egalement être donneurs d'électrons et choisis dans le groupe formé par Li et Na .
Selon un mode d'exécution, ladite matière synthéti-que est sous ~orme de poudre dont les grains presentent un diamètre compxis entre 1 et 15 microns.
Selon un autre mode d'exécution ladite matière synthétique est sous forme de fibres présentant un diametre compris entre 1 et 15 microns.
En fait, l'invention revient à remplacer dans les electrodes selon l'art antérieur la partie de la matière chargee, qui ne reagissait pas, par un materiau inactif vis-~-vis de l'air et de l'électrolyte, présentant une densité
inférieure à celle de ladite matière chargee et une conduc-tivité électrique de même ordre.
Ces conditions sont réunies notamment avec le poly-pyrrole et le polyparaphenylène dont les conductivites se situent vers 80 ohm 1. cm 1, ainsi que par le polyacetylène.
On doit noter que, sauf en cas de decharges prolon-gées en dehors des limites d'utilisation normale de l'accu-mulateur, le polymère introduit dans la matière active n'intervient pas dans la capacité de l'electrode, contraire-ment ~ ce qui se produit dans la demande de brevet europeen 0036 118 publiee le 23 septembre 1981 o~ le polymère lui-même consitue la matière active de l'électrode dans son utilisation normale. Selon la presente invention le poly-mere introduit dans la matière active est electrochimique-ment inactif mais conducteur electronique.
.~
~.,,.... ...,~

'7~ ;2 - 3 a -L'invention a bien entendu également pour objet les accumulateurs dont les électrodes comportent de telles ma-ti~res actives.
La figure annexee represente la variation du rapport R2 de la conductivité en décharge sur la conductivite initia-le en fonction de la 7t~

variation du pourcentage P de matériau isolant apparaissant dans une électrode d'accumulateur au plomb au cours de la décharge.
Le rapport R a été porté en ordonnée st le pourcentage P en absc1sse. On s'aperçoit que lorsque ce pouroentage est volsin de 70% le rapport, qui était à l'origine de 1, tend brutalement vers 0.
On a realisé des électrodes témoin~ comportant de pâtes classi-ques ainsi que des électrodes conformeR à l'invention et on a mesuré les pourcentages d'utilisation de la matière active en décharge.
Les électrodes témoins ont été obtenues à partir des oompositions 10 suivantes :
- positive~2 S04 (d : 1,40) 66 oc ! H20 t20 oc PbO 1 kg - négativeH2 S04 (d : 1,40) 66 co H20 120 cc : PbO 1 kg 8aS04 0,6 g vanisperce1,5 g poudre de chêne 2 g noir de fumée1,5 g Les électrodes conformes à l'invention ont été obtenues en intro-duisant dans ces mélanges, environ 50% en volume, de polypyrrole en poudre dopé par des perchlorates et représenté par la formule :

[(C4H3 N)l 0'33 , 0,33 (C104) J n présentant une conductivité de 1'ordre de 80-Q_ 1 cm Pour les éleotrodes témoins, on a obtenu un pourcentage d'utili-30 sation de la matière active, d'environ 60%, ce qui pour des électrodes négatives et positives comportant respectivement 3 g de plomb ou de PbO2 se traduit par des capacités respectives de 0,47 Ah et 0,40 Ah.
Pour les électrodes conformes à l'invention, le pourcentage d'uti-lisation de la matière active était de 85% et les capacités respectives 35 des électrodes négatives et positive~ de 0,33 Ah et 0,28 Ah.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réali-sation décrit ci-dessu~.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1/ Matière active pour électrodes d'accumulateurs au plomb, comprenant du plomb, ou de l'oxyde de plomb PbO2, ou un mélange de plomb d'oxyde de plomb PbO2, par le fait qu'elle comporte, en volume, de 15 à 50% d'une matière synthétique conductrice constituée par au moins un polymère dopé
par des ions, ledit polymère étant choisi dans le groupe formé par :
- le polypyrrole (C4H3N)n et ses dérivés substitués de formule dans laquelle R1, R2, R3, qui peuvent être identiques ou différents, sont choisis parmi l'hydrogène, -OCH3 , -SCN, -OCN, - SR, R, R désignant un radical alkyle ou aryle, pouvant comporter un ou plusieurs substi-tuants compris dans le groupe formé par -OCH3, -SCN, -OCN, NO2, - le polypyrrole déshydrogéné, de formule (C4H2N)n, - le polyparaphénylène (C6H4)n et ses dérivés substitués de formule :

dans laquelle R'1, R'2, R'3, R'4 qui peuvent être identiques ou diffé-rents, sont choisis parmi l'hydrogène, , , R

- et le polyacétylène (CH)n.
2/ Matière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le polymère dopé est représenté par les formules :

, , A étant un ion dopant, y compris entre 0 et 1, représentant la fraction de A par monomère.
3. Matière selon la revendication 2, caractérisée par le fait que y est compris entre 0,02 et 0,35.
4. Matière selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée par le fait que les ions dopants sont accep-teurs d'électrons et choisis dans le groupe formé par ClO4-, FeCl3-, AsF5-, SO4--, et HSO4-.
5. Matière selon la revendication 1, 2 ou 3 carac-térisée par le fait que les ions dopants sont donneurs d'électrons et choisis dans le groupe formé par Li+ et Na+.
6. Matière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite matière synthétique est sous forme de poudre dont les grains présentent un diamètre compris entre 1 et 15 microns.
7. Matière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite matière synthétique est sous forme de fibres présentant un diamètre compris entre 1 et 15 microns.
8. Accumulateur au plomb dont les électrodes com-portent la matière active selon la revendication 1, 2 ou 3.
CA000418421A 1981-12-24 1982-12-23 Matiere active pour electrodes d'accumulateurs au plomb Expired CA1176702A (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8124214A FR2519191A1 (fr) 1981-12-24 1981-12-24 Matiere active pour electrodes d'accumulateurs au plomb
FR8124214 1981-12-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA1176702A true CA1176702A (fr) 1984-10-23

Family

ID=9265394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA000418421A Expired CA1176702A (fr) 1981-12-24 1982-12-23 Matiere active pour electrodes d'accumulateurs au plomb

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0083059A1 (fr)
JP (1) JPS58115764A (fr)
CA (1) CA1176702A (fr)
FR (1) FR2519191A1 (fr)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3223544A1 (de) * 1982-06-24 1983-12-29 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Copolymere von pyrrolen, verfahren zu ihrer herstellung sowie ihre verwendung
FR2553581A1 (fr) * 1983-10-12 1985-04-19 Europ Accumulateurs Matiere active pour electrodes d'accumulateurs au plomb
FI74715C (fi) * 1985-07-24 1988-03-10 Neste Oy Elledande polytiofen och foerfarande foer dess framstaellning och anvaendning.
GB8600894D0 (en) * 1986-01-15 1986-02-19 Atomic Energy Authority Uk Electrochemical cells
US5027161A (en) * 1987-09-17 1991-06-25 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
RU2152668C1 (ru) * 1999-07-13 2000-07-10 Ивановский государственный химико-технологический университет Способ формовки электродов свинцовых аккумуляторов
RU2168804C1 (ru) * 2000-06-15 2001-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЧЭКОС" Способ изготовления электродов свинцового аккумулятора
DE102013225570A1 (de) * 2013-12-11 2015-06-11 Robert Bosch Gmbh Bindermaterialien für Anoden- und Kathodenmaterialien von Lithium-Zellen
RU2748982C1 (ru) * 2020-11-16 2021-06-02 Борис Зиновьевич Лубенцов Электролит для улучшения электрических характеристик свинцово-кислотных аккумуляторов (ска), применение семидина для улучшения электрических характеристик ска, способ изготовления электродов ска и способ ремонта ска

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2514415A (en) * 1946-02-27 1950-07-11 Carl H Rasch Storage battery paste with ion exchange expander
CH313035A (de) * 1951-09-27 1956-03-15 Bosch Gmbh Robert Bleiakkumulator
FR94536E (fr) * 1967-02-20 1969-08-29 Centre Nat Rech Scient Électrodes a base de semi-conducteurs organiques et générateurs électrochimiques mettant en oeuvre de telles électrodes.
US4222903A (en) * 1978-05-04 1980-09-16 University Patents, Inc. P-Type electrically conducting doped polyacetylene film and method of preparing same
JPS5652868A (en) * 1979-10-05 1981-05-12 Citizen Watch Co Ltd Solid-electrolyte battery
US4442187A (en) * 1980-03-11 1984-04-10 University Patents, Inc. Batteries having conjugated polymer electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
FR2519191A1 (fr) 1983-07-01
EP0083059A1 (fr) 1983-07-06
FR2519191B1 (fr) 1984-04-06
JPS58115764A (ja) 1983-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5690702A (en) Method of making electroactive high storage capacity polycarbon-sulfide materials and electrolytic cells containing same
US6117590A (en) Electroactive high storage capacity polyacetylene-co-polysulfur materials and electrolytic cells containing same
US6312853B1 (en) Electrochemical cells with cationic polymers and electroactive sulfur compounds
ES2426770T3 (es) Batería recargable con electrodo negativo de litio
US6645675B1 (en) Solid polymer electrolytes
JP2698340B2 (ja) 電気化学的電池
CN100444457C (zh) 有机电解质溶液和含有该溶液的锂-硫电池
CA1176702A (fr) Matiere active pour electrodes d&#39;accumulateurs au plomb
CA2230939A1 (fr) Generateur a boitier isole protege contre la corrosion
FR2629947A1 (fr) Pile secondaire a electrolyte non aqueux
JP2664484B2 (ja) 非水電解液電池
US4528254A (en) Conjugated polymer battery containing organosulfur solvent
EP0205913A2 (fr) Polymère conjugué comme substrat pour le dépôt d&#39;un métal alcalin dans une battrie secondaire non aqueuse
US5015547A (en) Lithium secondary cell
EP3786994A1 (fr) Électrode positive pour dispositif de stockage d&#39;énergie et dispositif de stockage d&#39;énergie
EP0945906B1 (fr) Piles sèches à base de manganèse
FR2553581A1 (fr) Matiere active pour electrodes d&#39;accumulateurs au plomb
GB2220296A (en) Improvements relating to batteries
KR100244162B1 (ko) 에틸렌 비닐 아세테이트계 고체 고분자 전해질 조성물
FR2556139A1 (fr) Perfectionnements aux generateurs electrochimiques a electrolyte solide
US20250343267A1 (en) Electrolyte for sodium-ion battery, sodium-ion battery cell, and secondary battery
Kim et al. Novel Polymer Electrolytes for Rechargeable Lithium‐Ion Polymer Batteries
JP2002208433A (ja) 電解質組成物および非水二次電池
JPH10321233A (ja) 電極組成物
JPS58137975A (ja) 非水電解液二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
MKEC Expiry (correction)
MKEX Expiry