CH637697A5

CH637697A5 - Electrode pour dispositif electro-chimique.

Info

Publication number: CH637697A5
Application number: CH547080A
Authority: CH
Inventors: Francois Gerard; Jean-Yves Machat
Original assignee: Michelin & Cie
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1980-07-16
Publication date: 1983-08-15
Also published as: ES495178A0; DE3026778A1; ES8105794A1; FR2461766A1; AU531385B2; BR8004433A; FR2461766B1; JPS5615562A; NL8004032A; AU6041780A; DE3026778C2; US4421609A; IT8068123A0; ES493415A0; ES8105044A1; GB2055899B; GB2055899A; BE884098A; US4336124A; SE8005170L

Description

L'invention concerne une électrode pour dispositif électrochimique.

Le terme dispositif électrochimique est pris dans un sens très général, c'est-à-dire qu'il couvre tous les dispositifs où se déroulent des réactions électrochimiques, ces dispositifs pouvant soit produire du courant électrique, soit absorber du courant électrique, par exemple pour préparer des produits par électrolyse.

L'invention concerne plus particulièrement les électrodes utilisées dans ces dispositifs et a pour objet une électrode pour dispositif électrochimique comportant, d'une part, au moins un corps constitué au moins en partie d'un squelette poreux conducteur des électrons et, d'autre part, au moins une sortie de courant. En général, dans les électrodes de ce genre, le corps comporte une matière active ou catalytique qui constitue au moins en partie le squelette et/ou se trouve en contact avec le squelette. Cette matière active ou catalytique peut être constituée d'un ou de plusieurs corps chimiques.

Le squelette peut être constitué entièrement d'au moins un matériau conducteur; il peut être constitué, d'autre part, d'un ou de plusieurs matériaux non conducteurs, par exemple du verre ou une matière plastique recouverts d'une couche conductrice.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

637 697

Les sorties de courant de ces électrodes sont des pièces ou des ensembles de pièces conductrices des électrons qui permettent les circulations d'électrons entre le corps de l'électrode et les autres éléments du circuit électrique où se trouve l'électrode, les électrons pouvant se diriger soit de la sortie de courant vers le corps de l'électrode, soit du corps de l'électrode vers la sortie de courant. Il va de soi que chaque électrode peut éventuellement comporter plusieurs sorties de courant. La sortie de courant peut éventuellement assurer, d'autre part, la liaison mécanique entre le corps de l'électrode et les autres éléments de la structure mécanique du dispositif électrochimique où se trouve l'électrode.

Les demandes de brevets français Nos 2386148 et 2389029 décrivent chacune un assemblage métal/séparateur poreux. La demande N° 2386148 précitée concerne un ensemble séparateur/électrode tel que l'électrode constitue un dépôt métallique sur le séparateur, ce dépôt étant obtenu par électrolyse sur un dépôt chimique métallique effectué préalablement sur la membrane isolante. La demande N° 2389029 précitée décrit l'accrochage d'un collecteur d'électrons sur une membrane isolante, l'accrochage étant obtenu en provoquant un dépôt électrolytique métallique dans une partie des pores ouverts de la membrane grâce à des lignes de champ électrique qui traversent la membrane. Aucune de ces deux demandes ne permet la réalisation d'une sortie de courant pour électrode comportant un squelette poreux et conducteur.

Le brevet français N° 1465642 décrit une électrode pour accumulateur électrique comportant un support conducteur constitué par un tissu ou un feutre de fibres souples de graphite et une matière électrochimiquement active déposée sur et/ou entre ces fibres. Ce brevet mentionne brièvement que les sorties de courant de l'électrode peuvent être constituées par des cavaliers métalliques venant pincer des languettes du feutre de graphite.

Le brevet US N° 3600227 décrit des plaques de batteries comportant un squelette de fibres métalliques soudées. Pour obtenir les sorties de courant, un côté de ces plaques est comprimé sous la forme d'une base sur laquelle on soude par points des bandes de nickel. Les sorties de courant correspondant à ces deux derniers brevets se caractérisent soit par une tenue mécanique insuffisante, soit par une résistance électrique importante, soit par un poids excessif.

Le but de l'invention est de résoudre les inconvénients précités.

En conséquence, l'électrode conforme à l'invention du genre mentionné au début est caractérisée en ce que:

a) la sortie de courant comporte au moins une plaque conductrice des électrons avec des aspérités pénétrant dans le squelette;

b) la plaque est solidaire du squelette grâce à un dépôt métallique électrolytique adhérant à la fois au squelette et à la plaque, ce dépôt étant tel qu'il ne participe pas aux réactions électrochimiques du dispositif.

L'invention concerne également un procédé de réalisation de l'électrode ainsi qu'une utilisation de cette électrode.

Les figures toutes schématiques du dessin avec leur description ainsi que les exemples qui suivent sont destinés à illustrer l'invention et à en faciliter la compréhension, sans toutefois en limiter la portée.

Sur le dessin:

la fig. 1 représente en plan une électrode conforme à l'invention;

la fig. 2 représente en coupe l'électrode représentée à la fig. 1, cette coupe étant effectuée selon la ligne II-II de la fig. 1 ;

la fig. 3 représente en coupe l'électrode représentée aux fig. 1 et 2, cette coupe étant effectuée selon la ligne III-III de la fig. 2;

la fig. 4 représente en plan une portion d'une plaque conductrice utilisée pour la réalisation de l'électrode représentée aux fig. 1 à 3;

la fig. 5 représente en perspective une portion de l'électrode représentée aux fig. 1 à 3, pendant une phase de la fabrication de cette électrode;

la fig. 6 représente en coupe l'électrode représentée aux fig. 1 à 3, pendant une autre phase de sa fabrication, cette coupe étant effectuée selon la ligne II-II de la fig. 1 ;

les fig. 7, 8A et 8B représentent en coupe une autre électrode conforme à l'invention;

la fig. 9 représente en coupe une autre électrode conforme à l'invention.

On voit aux fig. 1, 2, 3 une électrode conforme à l'invention.

Cette électrode 10 comporte un corps 1 constitué en partie d'un squelette 2 poreux, conducteur des électrons, et deux sorties 3 de courant. Chaque sortie 3 comporte deux plaques 4, 5 conductrices des électrons. La plaque 4 comporte les aspérités 6 et la plaque 5 comporte les aspérités 7. Ces aspérités 6 et 7 ont la forme de dents triangulaires qui pénètrent dans le squelette 2. La fig. 3 montre la forme triangulaire de ces dents 6 et 7, les dents 6 étant représentées en pointillés.

Les plaques 4, 5 sont rendues solidaires du squelette 2 grâce à un dépôt métallique électrolytique adhérant à la fois au squelette 2 et à ces plaques. La fig. 3 représente schématiquement, sous forme de courtes hachures, une partie d'un tel dépôt 8 adhérant aux dents 7.

La réalisation de l'électrode 10 est effectuée par exemple de la façon suivante.

a) Squelette 2 du corps 1

Le corps 1 avant incorporation de la matière active est constitué du squelette 2 formé d'un réseau de fibres 9 conductrices des électrons, longues et fines, largement désorientées, enroulées et enchevêtrées, le squelette 2 étant ainsi un feutre sensiblement anisotropique.

Ce feutre 2 se présente sous l'aspect d'une plaque souple rectangulaire. Les fibres 9 peuvent être par exemple en carbone, en carbone métallisé, en matière non conductrice (par exemple verre ou matière plastique) métallisée ou en matière métallique, le ou les métaux éventuels de ces fibres étant compatibles avec les conditions de fonctionnement de l'électrode.

b) Mise en place des plaques de sortie

Chaque plaque 4, 5 est réalisée avec une matière conductrice des électrons, par exemple avec une matière métallique, le ou les métaux de ces plaques en contact avec le feutre étant compatibles avec les conditions de fonctionnement de l'électrode, c'est-à-dire étant tels qu'ils ne participent pas aux réactions électrochimiques du dispositif.

Chaque plaque 4, 5 se présente initialement sous une forme sensiblement plane avec des ouvertures 300 représentées uniquement en partie à la fig. 1 pour la simplification du dessin. Ces plaques 4, 5 peuvent être par exemple des grilles, des plaques perforées, des feuilles de métal déployé.

Chacune de ces plaques 4, 5 planes est découpée à la presse de façon à obtenir des parties saillantes en dents de scie. La fig. 4 représente par exemple une portion d'une plaque 4 avec de telles parties saillantes 15.

Chaque plaque est ensuite pliée trois fois à angle droit de façon à former les plis 16, 17, 18, les lignes sensiblement parallèles de ces plis étant représentées respectivement par les références 160, 170, 180, ces lignes étant représentées par des pointillés à la fig. 4. La ligne 180 du pli 18 traverse les parties saillantes 15, de telle sorte que les pointes des parties saillantes 15 repliées constituent les dents 6 et 7.

La ligne 160 du pli 16 est la plus éloignée des parties saillantes 15, la ligne 170 du pli 17 est située entre les lignes 160,180 en suivant la plaque correspondante. Aucune des lignes 160,170 ne traverse les parties saillantes 15 (fig. 4). Les plis 16, 17 sont de sens opposés, les plis 17 et 18 sont effectués dans le même sens (fig. 2).

Chaque couple de plaques 4, 5 est ensuite disposé de part et d'autre du feutre 2, à une extrémité 20,21 de ce feutre (fig. 1), les dents 6, 7 étant disposées vers le feutre 2, et les extrémités 20, 21 étant opposées. La fig. 5 représente l'extrémité 20 du feutre 2 avec un couple de plaques 4, 5 ainsi pliées et disposées.

On enserre ensuite sous pression les extrémités 20, 21 avec les couples 4, 5 pour que les dents 6, 7 pénètrent dans le feutre 2 sur une longueur h (fig. 2) et que les faces internes en équerre (non référencées) des plis 17 s'appliquent contre les faces en regard (non référen5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

637 697

4

cées) des extrémités 20, 21 du feutre 2, comme représenté à la fig. 2. On forme ainsi l'assemblage 100 constitué du feutre 2 et des plaques 4, 5. La distance li entre les lignes de plis 160,170 (fig. 4) est choisie en fonction de l'épaisseur e du feutre 2 (fig. 2) de façon à assurer une pression prédéterminée sur le feutre 2, d'où un bon serrage du feutre 2. Lorsque le squelette 2 présente une certaine souplesse, ce serrage se traduit par une diminution Ae de l'épaisseur e Àc initiale, le rapport Rs = — étant de préférence au moins égal à 5% et au plus égal à 50%.

Les lignes 160, 170,180 des plis sont sensiblement perpendiculaires aux faces latérales 22, 23 parallèles entre elles du feutre 2 (fig. 1).

Chaque dent 6, 7 des sorties 3 a deux faces principales qui font chacune partie d'une face principale de la plaque correspondante 4, 5. La fig. 2 représente par exemple, pour une sortie 3, les faces 60 principales des dents 6 et les faces 70 principales des dents 7, en coupe selon un plan perpendiculaire à ces faces 60, 70.

Les faces 60 font partie de la face 600 principale de la plaque 4 correspondante et les faces 70 font partie de la face 700 principale de la plaque 5 correspondante. Ces faces 60, 70 pénètrent de la hauteur h dans le squelette 2 et elles sont orientées du même côté, vers la partie médiane du squelette 2, c'est-à-dire qu'elles correspondent à des faces externes des plis 18 de la sortie 3 correspondante. Les faces 60, d'une part, et les faces 70, d'autre part, sont pratiquement disposées dans deux plans parallèles entre eux et perpendiculaires aux faces 22, 23,24,25 du squelette 2, les faces 24,25 étant les faces principales et parallèles entre elles du squelette 2, ces faces 24, 25 étant perpendiculaires aux faces latérales 22, 23 (fig. 1 et 2). La fig. 3 représente les faces 60,70 d'une sortie 3, cette figure étant une coupe de l'électrode 10 effectuée selon un plan parallèle à ces faces, les faces 60 étant représentées en pointillés.

Pour chaque sortie 3, soit Sf, la somme des aires de toutes les faces principales 60, 70 situées à l'intérieur du squelette 2, ces aires comprenant les aires des ouvertures 300 débouchant sur ces faces. Soit S, l'aire de la section du squelette dans la région où il est serré par cette sortie 3, c'est-à-dire au voisinage des dents 6, 7, la section étant effectuée selon un plan parallèle aux plans des faces 60, 70 de

Sf cette sortie 3. Le rapport Ra = — est de préférence au moins égal

à 25% et au plus égal à 70%. En effet, si le rapport Ra est trop faible, la résistance électrique de la sortie 3 correspondante peut devenir excessive, et si le rapport Ra est trop important, la tenue mécanique de l'assemblage constitué par le squelette 2 et cette sortie 3 peut devenir insuffisante. Le rapport Ra est avantageusement égal à 50% environ.

Sur la fig. 3, Sf correspond à la somme des aires des triangles 60, 70, et S correspond à l'aire totale du rectangle 200, c'est-à-dire à l'aire de la section sensiblement rectangulaire du squelette 2 serré par la sortie 3 correspondant aux faces 60, 70.

La distance 12 séparant les lignes de plis 170,180 n'est pas la même pour les deux plaques 4, 5 de chaque sortie 3. De cette manière, pour chaque sortie 3, les dents 6, d'une part, et les dents 7, d'autre part, sont séparées par la distance a (fig. 2). Cette distance a est de préférence au moins égale à 10% de l'épaisseur e initiale, c'est-à-dire avant serrage, pour éviter un cisaillement trop important du feutre 2. Cette distance a varie par exemple de 20 à 100% de l'épaisseur e initiale pour réaliser un optimum entre les conditions de tenue mécanique et d'encombrement.

Il est d'autre part avantageux d'alterner la position des dents 6, d'une part, et des dents 7, d'autre part, pour chaque sortie 3, en suivant la longueur L de cette sortie, comme représenté à la fig. 3. Cette longueur L a par exemple pratiquement la même valeur que la longueur Le de l'extrémité 20,21 correspondante (fig. 1).

Les extrémités 30 libres de chaque couple de plaques 4, 5 sont ensuite soudées entre elles avec un matériau 31, par exemple métallique (fig. 2); une de ces extrémités 30, par exemple l'extrémité correspondant à la plaque 4, peut avoir éventuellement une largeur 13 plus importante que celle de l'autre plaque du couple et servir ainsi pour les connexions électriques, comme représenté aux fig. 1 et 2, la largeur 13 étant mesurée à partir de la ligne 160. Les deux extrémités 30 de chaque sortie 3 peuvent servir éventuellement pour les connexions électriques.

c) Dépôt électrolytique

L'assemblage 100 ainsi réalisé, constitué du feutre 2 et des plaques 4, 5, est placé ensuite dans un bain électrolytique contenant les ions du ou des métaux à déposer, de façon à obtenir le dépôt 8 métallique et inerte dans les conditions d'utilisation de l'électrode 10.

Les sorties 3 sont reliées à une borne d'une source de courant (non représentée), le feutre 2 et les plaques 4, 5 jouant le rôle d'électrode négative. Deux électrodes positives 35 sont situées de part et d'autre de cet assemblage 100, sans être en contact direct avec lui, ces électrodes positives 35 étant reliées à l'autre borne de la source de courant (fig. 6).

Le dépôt métallique croît à partir des sorties 3 de courant vers la masse du feutre 2, ce qui crée un pontage métallique entre les fibres 9 et les sorties 3 de courant. Ce pontage intime se fait au niveau des dents 6, 7 ainsi qu'au reste de la surface des plaques 4, 5, orientée vers le feutre 2, à chaque point de contact des fibres 9 avec ces plaques.

Le nombre de points de contact est rendu très grand grâce à la pression imposée au feutre par les plaques 4, 5 lors de l'assemblage, comme décrit précédemment.

Grâce à un jeu de masques isolants 36 (fig. 6), il est possible d'effectuer un dépôt localisé dans les seules régions du feutre 2 qui se trouvent voisines des sorties 3 de courant, ces masques 36 étant des films non poreux appliqués sur les parties libres des faces principales 24, 25 du feutre 2, c'est-à-dire entre les sorties 3. Les plaques 4, 5 doivent avoir de préférence, au moins dans leurs portions en contact avec le feutre 2, une transparence de 30 à 70%, par exemple de l'ordre de 40%, cette transparence représentant, pour une surface donnée d'une face principale de chaque plaque, le rapport entre l'aire des ouvertures 300 de cette surface et l'aire totale de cette surface. On s'assure ainsi que le champ électrique entre le feutre 2 et les plaques 4, 5, d'une part, et les électrodes positives 35, d'autre part, accède à tout l'espace géométrique disposé entre les plaques 4, 5 de chaque sortie 3. Après avoir retiré les masques 36 on peut, si on le désire, procéder à un dépôt électrolytique métallique dans toute la masse du feutre 2 avec le même bain ou avec un bain différent.

Grâce à sa grande surface spécifique, le feutre se revêt ainsi uniformément de dépôt métallique et il se rigidifie dans toute sa masse.

Il va de soi qu'on peut éventuellement opérer la métallisation de l'assemblage 100 en une seule opération, pour l'ancrage des sorties et la masse du feutre 2, si on n'utilise pas les masques 36.

d) Dépôt de matière active

Le dépôt de matière active dans le feutre 2 pour la réalisation finale du corps 1 est effectué de façon connue, par exemple par empâtage, par dépôt chimique ou électrochimique. La matière active, positive ou négative, peut être notamment un métal, par exemple le zinc, le fer, le cadmium, le nickel, l'argent, le manganèse, un oxyde ou un hydroxyde de ces métaux ou d'autres métaux, un sel, par exemple un halogénure ou un chalcogénure d'un métal de transition, ou un mélange de plusieurs de ces corps. Cette matière active est schématisée par la référence 37 à la fig. 1.

L'électrode conforme à l'invention peut être notamment utilisée comme électrode positive ou négative dans un accumulateur alcalin du type zinc-nickel, cadium-nickel, fer-nickel, le squelette 2 étant inerte dans les conditions d'utilisation de l'électrode 10.

Les caractéristiques des matériaux de départ et de l'assemblage 100 avant et après métallisation sont par exemple les suivantes:

— Feutre 2 avant assemblage. Feutre de carbone; porosité de l'ordre de 95% (rapport entre le volume des vides du feutre et son volume total); diamètre moyen des fibres: de l'ordre de 12 |i; épaisseur e d'environ 3,5 mm.

s

10

15

20

25

30

35

.40

45

50

55

60

65

— Sorties de courant 3 avant métallisation. Plaques 4, 5 : feuilles de nickel d'épaisseur 0,1 à 0,2 mm; longueur L: 15 cm; distance lt : environ 1,5 à 1,6 mm, ce qui donne une diminution Ae d'épaisseur du feutre 2 par compression d'environ 0,4 mm, soit un rapport Rs d'environ 11 % ; distance 12 : environ 5 mm pour la plaque 4 et 6 mm pour la plaque 5, ce qui correspond à une distance a d'environ 0,8 à 0,9 mm, a représentant ainsi environ 22 à 25% de l'épaisseur e initiale; largeur 13 des extrémtés 30: 5,7 cm pour la plaque 4 et 4,5 cm pour la plaque 5; longueur h des dents 6, 7: environ 2,5 mm; masse totale des sorties 3 (c'est-à-dire masse des plaques 4, 5): de 4 à 8 g selon le type de feuille utilisé.

— Dépôt métallique. Métal déposé: nickel; masse de nickel déposé pour l'ancrage des sorties 3 de courant: 1 à 2 g. Il va de soi que le dépôt d'ancrage et/ou le dépôt sur le reste du feutre peuvent varier à volonté dans les quantités déposées et dans la nature du dépôt métallique.

— Assemblage 100 du feutre 2 et des sorties 3 après nickelage. La tenue mécanique de cet assemblage est sensiblement la même que celle du feutre 2 nickelé seul; la résistance ohmique de l'assemblage 100 est de l'ordre de 0,4 m£2 lorsqu'elle est mesurée entre,

d'une part, un point A du feutre 2, ce point A étant situé à proximité immédiate d'une sortie 3, et, d'autre part, un point B situé sur une extrémité 30 de cette sortie 3 à proximité immédiate de la ligne de pli 160, les points A, B étant situés dans un plan (non représenté) parallèle aux faces latérales 22, 23 du feutre 2 (fig. 1); cette mesure est faite grâce à un courant imposé uniformément réparti sur toute la longueur L de la sortie 3 où cette mesure est effectuée; cette valeur de résistance varie selon le type de feutre 2, le type de feuilles 4, 5, et selon l'importance des dépôts de nickel.

Les fig. 7, 8A, 8B représentent une autre électrode conforme à l'invention. Cette électrode 40 est analogue à l'électrode 10 précédemment décrite et représentée aux fig. 1 à 3, avec la différence que chacune des deux sorties 41 de cette électrode 40 est constituée d'une seule plaque 42. Pour la clarté du dessin, une seule sortie 41 est représentée aux fig. 7, 8A, 8B. Chacune de ces plaques 42 comporte des dents 43 qui traversent le squelette 2 sur toute son épaisseur. La fig. 7 est effectuée selon une coupe de l'électrode par un plan parallèle à la direction moyenne de ces dents 43, de façon analogue à la fig. 3. Ces dents 43 peuvent être réalisées à l'aide d'un pli 44 effectué sur une feuille plate. Les extrémités 45 des dents 43 sortent du squelette 2 et sont appliquées contre ce squelette grâce au pli 46A ou 46B, le squelette 2 étant ainsi serré par pression entre ces plis 44, d'une part, et 46A ou 46B, d'autre part. Les plis 44 et 46A sont de même sens (fig. 8A), tandis que les plis 44 et 46B sont de sens opposés (fig. 8B). La plaque 42 peut éventuellement comporter un autre pli 47 analogue au pli 17 précédemment décrit et représenté aux fig. 1,2,4, 5 pour améliorer la tenue mécanique de l'électrode 40 et diminuer sa résistance électrique. L'électrode 40 peut être réalisée de façon simple, étant donné que chaque sortie 41 ne comporte qu'une plaque 42 qui peut indifféremment comporter des ouvertures ou ne pas en avoir.

La métallisation est opérée avec une électrode positive (non représentée) orientée du côté des extrémités 45, par rapport au squelette 2.

Le rapport préférentiel Ra de 25 à 70% défini précédemment pour l'électrode 10 est également valable pour l'électrode 40.

La fig. 9 représente une autre électrode conforme à l'invention. Cette électrode 50 comporte une plaque 51 conductrice, par exemple

637 697

en nickel, disposée entre deux squelettes poreux conducteurs 52 appliqués par pression sur la plaque 51. Les squelettes 52 sont par exemple des feutres en fibres de carbone, comme dans l'électrode 10 précédemment décrite.

La plaque 51 comporte des aspérités 53 sous forme d'ergots, disposées de part et d'autre d'un plan médian 54. Ces ergots 53 sont réalisés par exemple par simple poinçonnage de la plaque 51, les parties poinçonnées étant ensuite pliées à 90° par rapport au reste de la plaque. La métallisation, par exemple avec du nickel, de l'assemblage constitué par la plaque 51 et les squelettes 52 est effectuée de façon analogue à ce qui a été décrit précédemment pour la réalisation de l'électrode 1, mais sans masque isolant.

La plaque 51 joue à la fois le rôle de collecteur de charges électriques dans l'électrode 50 et de sortie de courant grâce à ses prolongements 55 situés au-delà des squelettes poreux 52. La disposition de l'électrode 50 peut être éventuellement avantageuse pour des électrodes de grandes dimensions, ou pour des électrodes qui travaillent sous de forte densités de courant, lorsqu'on souhaite renforcer la résistance en traction et en flexion de l'électrode et diminuer sa résistance ohmique interne.

Les électrodes conformes à l'invention présentent les avantages suivants:

1) elles se prêtent particulièrement bien à leur intégration mécanique et électrique dans l'assemblage général des dispositifs où elles sont utilisées;

2) elles permettent une bonne résistance mécanique de la liaison squelette/sorties de courant, d'où une bonne résistance mécanique des électrodes;

3) elles donnent lieu à une faible résistance ohmique;

4) l'inertie chimique de la liaison électrique et mécanique entre l'électrode et les autres éléments du montage général est aisément réalisable par un choix approprié des matériaux utilisés pour les sorties de courant et les dépôts de liaison;

5) il est possible d'obtenir une résistance ohmique distribuée de façon pratiquement uniforme sur toute l'épaisseur des corps d'électrode, ce qui concourt à l'homogénéité de fonctionnement électrochimique des électrodes;

6) il est possible d'avoir un choix très varié pour la forme, la structure de ces électrodes, ainsi que pour la disposition des sorties de courant par rapport au squelette; c'est ainsi par exemple que le drainage des charges électriques n'est pas effectué nécessairement aux extrémités du squelette; cela est particulièrement important dans les générateurs électrochimiques performants dans lesquels un drainage efficace des charges électriques doit être assuré par une disposition judicieuse des points de convergence des lignes de courant.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits, à partir desquels on peut envisager d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que les squelettes ont été décrits comme fibreux, mais il va de soi que d'autres squelettes poreux conducteurs sont possibles, par exemple des squelettes comportant des particules frittées ou agglomérées, des mousses rigides ou flexibles, des mélanges ou des assemblages de fibres et de particules ou de liants, par exemple des fibres soudées par points avec des matières thermoplastiques, élastomériques ou métalliques. L'utilisation de feutres est cependant préférée étant donné la simplicité de réalisation. Il va de soi, d'autre part, que le squelette des électrodes conformes à l'invention peut avoir une forme générale autre que plane, par exemple une forme tubulaire.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

R

3 feuilles dessins

Claims

637 697

2

REVENDICATIONS

1. Electrode pour dispositif électrochimique comportant, d'une part, au moins un corps constitué au moins en partie d'un squelette poreux conducteur des électrons et, d'autre part, au moins une sortie de courant, caractérisée en ce que:

a) la sortie de courant comporte au moins une plaque conductrice des électrons avec des aspérités pénétrant dans le squelette;

b) la plaque est solidaire du squelette grâce à un dépôt métallique électrolytique adhérant à la fois au squelette et à la plaque, ce dépôt étant tel qu'il ne participe pas aux réactions électrochimiques du dispositif.
2. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la sortie se trouve à une extrémité du squelette.
3. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le squelette est comprimé là où il se trouve en contact avec la plaque.
4. Electrode selon la revendication 3, caractérisée en ce que le serrage se traduit par une diminution Ae de l'épaisseur e initiale du squelette, le rapport Rs = — étant au moins égal à 5% et au plus égal à 50%.
5. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la plaque comporte des ouvertures.
6. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les aspérités de la ou des plaques de la sortie ont, pour chaque plaque, des faces principales disposées pratique-

sf ment selon un plan, et en ce que le rapport Ra = — est au moins

S

égal à 25% et au plus égal à 70%, Sf représentant la somme des aires desdites faces principales, pour toutes les aspérités de la sortie, et S représentant l'aire de la section du squelette au voisinage des aspérités de cette sortie, la section étant effectuée selon un plan parallèle au plan ou aux plans des faces principales des aspérités, S comprenant les aires des ouvertures éventuelles débouchant sur les faces principales.
7. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la plaque comporte un ou plusieurs plis, les aspérités étant constituées par une partie du pli ou d'au moins un des plis.
8. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la sortie comporte deux plaques disposées de part et d'autre du squelette, et en ce que les aspérités d'une plaque, d'une part, et les aspérités de l'autre plaque, d'autre part, sont séparées par une distance a variant de 20 à 100% de l'épaisseur e initiale du squelette.
9. Electrode selon les revendications 2 et 8, caractérisée en ce que chaque plaque comporte une extrémité libre, les extrémités libres des deux plaques étant soudées entre elles, l'une au moins de ces extrémités servant aux connexions électriques.
10. Electrode selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que les aspérités d'une plaque sont alternées avec les aspérités de l'autre plaque.
11. Electrode selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que la transparence de chaque plaque varie de 30 à 70% au moins dans la portion de la plaque qui se trouve en contact avec le squelette.
12. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les aspérités ont la forme de dents triangulaires.
13. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la sortie comporte une plaque unique et en ce que les aspérités traversent toute l'épaisseur du squelette, les extrémités des aspérités situées hors du squelette étant au contact du squelette.
14. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la plaque est appliquée en partie contre une face principale du squelette.
15. Electrode selon les revendications 2 et 14, caractérisée en ce que la plaque comporte deux plis de sens opposés, deux faces séparées par la ligne d'un de ces plis s'appliquant contre les faces en regard de l'extrémité du squelette, la plaque comportant une extrémité libre adjacente à l'autre ligne de pli.
16. Electrode selon la revendication 2, caractérisée en ce que la longueur L de la sortie a pratiquement la même valeur que la longueur Le de l'extrémité correspondante du squelette.
17. Electrode selon la rvendication 1» caractérisée en ce que la plaque comporte des aspérités disposées de part et d'autre d'un plan médian, les aspérités pénétrant dans deux squelettes disposés de part et d'autre de la plaque.
18. Electrode selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que le squelette est un feutre de fibres conductrices au moins en surface.
19. Dispositif électrochimique utilisant au moins une électrode conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 18.
20. Procédé pour la réalisation d'une électrode selon la revendication 1, caractérisé en ce que:

a) la sortie de courant est réalisée avec au moins une plaque conductrice des électrons et comportant des aspérités que l'on fait pénétrer dans le squelette;

b) on provoque le dépôt métallique par électrolyse dans le squelette, la plaque étant rendue solidaire du squelette grâce au dépôt qui adhère à la fois au squelette et à la plaque.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'on provoque un serrage par pression du squelette là où il est en contact avec la plaque.
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que le serrage se traduit par une diminution Ae de l'épaisseur e initiale du squelette, le rapport Rj = — étant au moins égal à 5% et au plus

égal à 50%.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 22, caractérisé en ce que l'on plie la plaque en au moins un endroit, de façon que les aspérités soient constituées par une partie du pli ou d'au moins un pli.
24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que la plaque est découpée avant d'être pliée de façon à obtenir des parties saillantes qui donnent des triangles après la réalisation du pli.
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 24, caractérisé en ce qu'on applique des films isolants non poreux sur les faces principales du squelette au moins pendant le début du dépôt.