ES2244601T3 - Electrodo de capas multiples. - Google Patents

Abstract

Electrodo de capas múltiples, esencialmente plano, de una disposición electroquímica, especialmente de una batería o de un condensador, que está constituido al menos por una capa (3) buena conductora de electricidad y por una capa de acumulación (4), que presenta una estructura de rejilla y que está conectada con ella de forma conductora de electricidad, de hilos tejidos o bien tricotados (5), hechos conductores de electricidad, en la que está incrustado material electroactivo junto con substancias adicionales eventuales, caracterizado porque la geometría local de la estructura de rejilla de la capa de acumulación (4) está adaptada al tamaño y a la conductividad eléctrica de las partículas (1) del material electroactivo incrustado y a la densidad de la corriente que está presente en cada caso en el funcionamiento de la disposición, de tal manera que en el caso de una conductividad mala de las partículas (1) y/o de alta densidad de corriente local, esencialmente cada una de las partículas (1) tiene contacto directo con los hilos de rejilla (5), en cambio en el caso de una buena conductividad de las partículas y/o de una densidad de la corriente local baja, también las partículas (1) sin contacto directo propio con los hilos de rejilla (5) encuentran lugar en una bolsa de rejilla (6), a cuyo fin las bolsas de rejilla (6) presentan un volumen mayor a medida que se incrementa la distancia desde la capa conductora (3) y/o desde la conexión exterior de la capa conductora (3).

Description

Electrodo de capas múltiples.

La invención se refiere a un electrodo de capas múltiples, esencialmente plano, de una disposición electroquímica, especialmente de una batería o de un condensador, que está constituido al menos por una capa buena conductora de electricidad y por una capa de acumulación, que presenta una estructura de rejilla y que está conectada con ella de forma conductora de electricidad, de hilos tejidos o bien tricotados, hechos conductores de electricidad, con preferencia hilos de plástico, en la que está incrustado material electroactivo junto con substancias adicionales eventuales.

En general, las disposiciones electroquímicas del tipo que interesa aquí, como, por ejemplo, las baterías alcalinas de Zn - pirolusita, las baterías de iones de litio, las baterías de litio, las baterías de polímero de litio, las baterías de níquel - metal híbrido, los supercondensadores acuosos o no acuosos y similares, están constituidas, entre otras cosas, por uno o varios electrodos que, por su parte, están constituidos como compuesto de material electroactivo y, dado el caso, diversos aditivos, con un desviador de corriente. El conductor eléctrico en este compuesto es la mayoría de las veces una rejilla de metal tridimensional, una lámina decapada químicamente o perforada, un metal estirado o similar. Ejemplos de ellos se pueden deducir, por ejemplo, a partir de los documentos US 5.750.289 A, EL 0 764 489 A o DE 40 19 092 A.

Los materiales electroactivos utilizados están presentes la mayoría de las veces en forma de polvo y pueden iniciar reacciones de inserción y de extracción, siendo desarrollados los procesos electroquímicos correspondientes de una manera conocida. Los materiales de polvo electroactivos para tales fines se conocen, por ejemplo, a partir de Vincent, C. A. y B. Scrosati, Modern Batteries, 2ª edición 1997, Londres: Arnold, así como Linden, D., Handbook of Batteries, 2ª edición 1995, Nueva York; Macgraw-Hill, o también Winter, M. y col.,. Insertion Electrode Materials for Rechargeable Lithium Batteries, Adv. Mater., 1998. 10(10): páginas 725 - 763.

El cometido de los hilos conductores de electricidad o bien del desviador de corriente es, en general, ofrecer una conexión eléctrica con una resistencia lo más reducida posible para los electrones entre el material de electrodos activo y un circuito de corriente externo o bien otro electrodo conectado de la misma disposición. La conexión con las estructuras de desviación de la corriente dentro del electrodo se establece la mayoría de las veces sobre un canto de conexión o un punto de contacto correspondiente con buen contacto eléctrico. En el interior de la estructura de los electrodos se plantea la mayoría de las veces el problema de que el material electroactivo descrito anteriormente es en la mayoría de los casos por sí mismo un conductor de electrones malo. Además, las partículas electroactivas del material electroactivo tienen la mayoría de las veces también sólo contactos puntuales con otras partículas adyacentes, lo que conduce, en general, la mayoría de las veces a que para la mejora de la capacidad de desviación de los electrones que miran en el electrodo, deben añadirse aditivos de conductividad que, en cambio, contribuyen también a la masa y al volumen y de esta manera reducen la densidad de la energía gravimétrica y volumétrica del sistema. Además, pueden provocar modificaciones del volumen de los materiales electroactivos durante la carga y descarga, respectivamente, de tal manera que se separa material electroactivo de forma mecánica de otro material de electrodos, lo que conduce, por ejemplo en las baterías, a una pérdida gradual de capacidad de carga en cada ciclo de carga.

La masa de la estructura de derivación de la corriente representa habitualmente una parte considerable de toda la masa, por ejemplo, de una batería o de un acumulador y, por lo tanto, influye en una medida considerable sobre la densidad de la energía gravimétrica de la disposición general. Los desviadores de corriente metálicos autoportantes, como se conoce, por ejemplo, a partir del documento EP 0 764 489 A ya descrito al principio, en forma de cuerpos metálicos sinterizados porosos, presentan una densidad relativamente alta y son intensivos de costes e inflexibles, permaneciendo también un espacio correspondientemente pequeño para material electroactivo debido a la alta densidad propia, lo que reduce de una manera desfavorable la densidad de energía del sistema. Una alternativa a ello representa la utilización de un material de substrato no conductor, flexible, de peso ligero, sobre el que está colocada una capa fina, continua, conductora de electrones. Tales disposiciones se conocen, por ejemplo, a partir de los documentos DE 40 19 092 A o también EP-A-0 717 457 en forma de estructuras de electrodos compuestos tridimensionales, de capas múltiples, lo que ofrece, en efecto, más espacio para material electroactivo a incrustar, pero reduce también la estabilidad de los electrodos. Pero en ambos casos, en las disposiciones conocidas existe, además, también todavía siempre el problema descrito con la reducida conductividad propia del material electroactivo en la estructura tridimensional de desviación del compuesto de electrodos.

El cometido de la presente invención es mejorar los electrodos del tipo conocido mencionado al principio de tal forma que se eviten los inconvenientes mencionados y que se posibilite, con una estructura estable, pero flexible, una mejora de la densidad de la energía con medios sencillos.

De acuerdo con la presente invención, para la solución de este cometido en una disposición de electrodos del tipo mencionado al principio, está previsto que la geometría local de la estructura de rejilla de la capa de acumulación esté adaptada al tamaño y a la conductividad eléctrica de las partículas del material electroactivo incrustado y a la densidad de la corriente que está presente en cada caso en el funcionamiento de la disposición, de tal manera que en el caso de una conductividad mala de las partículas y/o de alta densidad de corriente local, esencialmente cada una de las partículas tiene contacto directo con los hilos de rejilla, en cambio en el caso de una buena conductividad de las partículas y/o de una densidad de la corriente local baja, también las partículas sin contacto directo propio con los hilos de rejilla encuentran lugar en una bolsa de rejilla, a cuyo fin las bolsas de rejilla presentan un volumen mayor a medida que se incrementa la distancia desde la capa conductora y/o desde la conexión exterior de la capa conductora. La invención parte en este caso de la consideración de que una concentración alta en el espacio de hilos de desviación en la estructura de la capa de acumulación, que eleva, en efecto, la estabilidad de la estructura, pero que influye de forma negativa en la densidad de la energía volumétrica y gravimétrica, solamente es ventajosa allí donde está presente una conductividad mala de las partículas electroactivas propiamente dichas y/o existe una alta densidad de la corriente loca. La primera está determinada por el material electroactivo utilizado; la última está determinada, en principio, por la distancia de la zona respectiva de la rejilla desde la conexión de desviación hacia fuera (en la proximidad espacial de la conexión de desviación propiamente dicha hacia fuera aparecen, naturalmente, densidades de corriente más altas que en zonas más alejadas de esta conexión de desviación).

La adaptación de la geometría local de la rejilla, que está constituida por hilos de plástico tejidos, se puede realizar de una manera muy sencilla a través de la modificación de los parámetros de la técnica de tejido y de tricotado, respectivamente, siendo equivalente, en principio, si la estructura de la rejilla se teje o bien se tricota en primer lugar de plástico y luego se vuelve conductora, en general, de una manera adecuada o si se lleva a cabo el tejido o tricotado ya con hilos de plástico previamente conductores. Aquí hay que hacer referencia también a que es equivalente la fabricación de la estructura de rejilla plana a través de tejido (a partir de al menos dos hilos (urdimbre y trama) o también de varios hilos) o a través de tricotado (tejido de punto, ganchillo, encaje - a partir de un hilo) para los fines de la presente invención. También allí donde se habla a continuación, en parte, sólo de tejer, están incluidos todos los demás procedimientos adecuados para la producción de tales estructuras de rejilla. No obstante, aparte de los hilos de plástico preferidos, también se pueden emplear otros materiales naturales o sintéticos adecuados en estros procedimientos de fabricación.

La capa de acumulación del electrodo según la invención presentará, por lo tanto, en el caso normal una estructura de rejilla, que presenta distancias de la rejilla iguales no continuas horizontal y/o verticalmente o bien la misma densidad de la cinta, por lo que de acuerdo con la adaptación al tamaño de las partículas del material electroactivo incrustado, a veces solamente partículas individuales o bien muy pocas partículas encuentran espacio en una bolsa de rejilla individual, en cambio en otras zonas de la capa de acumulación pueden existir también varias hasta muchas partículas del material electroactivo en una bolsa de rejilla.

En otra configuración de la invención, está previsto que las bolsas de rejilla de la capa de acumulación estén configuradas esencialmente en forma de paralelepípedo. Esto simplifica el tejido de la capa de acumulación, estando adaptado el tamaño real de las bolsas de rejilla respectivas a de la manera descrita anteriormente al tamaño y la conductividad eléctrica de las partículas del material electroactivo incrustado o a incrustar y a la densidad de la corriente que está presente en cada caso.

La capa de acumulación puede están formada por varios estratos, en otra configuración preferida de la invención, con estratos de densidad de la cinta regular en sí, pero que se reduce en cada caso a medida que se distancia de la capa conductora. También esto provoca una simplificación durante el tejido de la capa de acumulación, donde la estructura del tipo de capa posibilita las ventajas descritas de la forma de realización de acuerdo con la invención.

De acuerdo con otra configuración especialmente preferida de la invención, está previsto que al menos un estrato de la capa de acumulación presente un patrón tejido con densidad de la cinta que se incrementa al menos por regiones hacia la conexión exterior de la capa conductora. De esta manera, en cada capa individual de la capa de acumulación de varios estratos se puede llevar a efecto la idea según la invención, de acuerdo con la cual el contacto necesario de la rejilla de las partículas electroactivas en la capa de acumulación es localmente diferente y depende de la distancia con respecto a la desviación real de los electrones.

De acuerdo con otra configuración especialmente preferida de la invención, la capa conductora y la capa de acumulación están configuradas en común en un material de polímero tridimensional, tejido con diferente densidad de la cinta por capas y/o localmente, y que está constituido, al menos en parte, por fibras recubiertas conductoras de electricidad. Esto posibilita una fabricación especialmente sencilla del electrodo según la invención a través de la configuración tejida de la capa conductora y de la capa de acumulación, que hace innecesaria una unión conductora posterior de estas capas (como se describe, por ejemplo, en el documento DE 40 19 192 A mencionado al principio). La capa conductora es tejida, naturalmente, desde el principio con una densidad esencialmente más alta que las zonas individuales de la capa de acumulación, puesto que en ésta no debe recibirse y mantenerse, en efecto, material electroactivo. Pero, naturalmente, también con respecto a la capa conductora se podría llevar a cabo una adaptación local de la densidad respectiva de la cinta, con el propósito de que se seleccione una densidad más alta de la cinta hacia la conexión de desviación externa, con el fin de controlar mejor las densidades de la corriente que se incrementen hacia allí, mientras que las zonas más distanciadas podrían estar realizadas de nuevo con una densidad más reducida de la cinta, lo que influye de una manera favorable sobre el peso de la disposición general.

En otra configuración de la invención, puede estar previsto que la capa conductora tejida con la máxima densidad local de la cinta ocupe como máximo hasta el 50% de la densidad total del electrodo superficial, lo que representa un buen compromiso entre la capacidad de desviación, por una parte, y el volumen electroactivo, por otra parte.

Las capas de acumulación tejidas con la capa conductora no sólo pueden estar dispuestas, de acuerdo con otra configuración de la invención, sobre un lado de la capa conductora, sino también sobre los dos lados de la superficie de la capa conductora, lo que permite de la misma manera una influencia favorable sobre la curva característica general del electrodo o bien sobre la disposición electroquímica con un electrodo de este tipo.

Los hilos de rejilla de la capa de acumulación y, dado el caso, de la capa conductora tienen, en otra configuración preferida de la invención, un espesor en el intervalo entre 0,08 y 1,0 mm, lo que posibilita la cobertura de una gran variedad de disposiciones con configuraciones de electrodos de este tipo.

Los hilos de rejilla de la capa de acumulación y, dado el caso, de la capa conductora, de acuerdo con otra configuración ventajosa de la invención, están recubiertos con un revestimiento continuo entre 0,01 y 10 \mum de espesor de un metal del grupo Cu, Fe, Ti, Cr, Al, Ag, Au, Mn, acero inoxidable o sus aleaciones o con otras substancias conductoras, como por ejemplo óxidos conductores de electricidad, negro de carbón conductor o similares, pudiendo estar previsto adicionalmente que este revestimiento continuo esté recubierto con un segundo revestimiento correspondiente del grupo de los siguientes metales o sus aleaciones (Cu, Fe, Ti, Ni, Cr, Al, Ag, Au, Mn y acero inoxidable), o con óxidos conductores o negro de carbón conductor, donde el espesor total de las dos capas no excede de 15 \mum. Con estas configuraciones se pueden cubrir los más diferentes campos de aplicación o bien o más diferentes materiales utilizados.

Los hilos tejidos de la rejilla tridimensional están constituidos, en otra configuración de la invención, de una manera preferida por fibras de un polímero del grupo siguiente: poliéster, gomas de silicona, polietileno, polipropileno, copolímero de etileno tetrafluoretileno, politetrafluoretileno y fluoruro de polivinilideno.

De acuerdo con otra configuración especialmente preferida de la invención, en la capa de acumulación y/o en la capa conductora pueden estar tejidos al mismo tiempo hilos metálicos, con preferencia de un metal del grupo: Cu, Fe, Ti, Ni, Cr, Al, Ag, Au, Mn, acero inoxidable o sus aleaciones, a intervalos regulares, con preferencia con un diámetro, que corresponde en el orden de magnitud al diámetro de las fibras recubiertas conductoras, donde la masa de los hilos metálicos no representa más que aproximadamente el 30% de la masa del electrodo. De esta manera se puede influir adicionalmente sobre la conductividad en la rejilla tridimensional del electrodo en caso necesario también de forma local y se puede adaptar a las necesidades respectivas, pudiendo ser suficiente habitualmente un porcentaje relativamente pequeño de un hilo conductor continuo de este tipo, para no elevar de forma innecesaria el peso total del electrodo.

La invención se explica en detalle a continuación todavía con la ayuda de ejemplos de realización ilustrados en los dibujos esquemáticos adjuntos. La figura 1 muestra en este caso la disposición de partículas electroactivas, por ejemplo en una batería, en un desviador de corriente individual, de acuerdo con el estado conocido de la técnica, la figura 2 muestra una disposición similar a la figura 1 en una configuración básica de acuerdo con la presente invención y las figuras 3 a 5 muestran en cada caso estructuras de rejilla configuradas de forma diferente de la capa conductora y de la capa de acumulación de electrodos de acuerdo con la presente invención.

En la disposición de acuerdo con el estado de la técnica según la figura 1, una pluralidad de partículas 1 individuales de material electroactivo están colocadas en un electrodo esencialmente plano, no representado, en general, en detalle de una disposición electroquímica, como por ejemplo una batería, de tal forma que las partículas individuales 1 tienen, en efecto, puntos de contacto entre sí, pero solamente unas pocas partículas 1 inmediatamente adyacentes a una capa conductora 3 (p bien un hilo de rejilla conductor) están en contacto directo con la capa conductora 3. Puesto que los materiales electroactivos utilizados en disposiciones electroquímicas del tipo que interesa aquí presentan con mucha frecuencia sólo una conductividad propia relativamente reducida, esto significa que se impide en gran medida el flujo de corriente desde o bien hacia las partículas 1 más distanciadas desde la capa conductora 3, lo que repercute en último término de forma negativa sobre la densidad general de la corriente de la disposición. Además, esto significa que un gran número de partículas electroactivas 1, que se encuentran en la misma zona no apoyadas mecánicamente, están expuestas también a un peligro relativamente grande de inestabilidad mecánica de la disposición, lo que puede conducir a daños de la consistencia estructural y a la reducción implicada con ello de la densidad de la energía. Debido a la necesidad de incorporar substancias adicionales entre las partículas 1, para la elevación de la conductividad en tales disposiciones, se empeora, además, también la densidad de energía gravimétrica de la disposición.

En los electrodos según la presente invención - como se representa de forma esquemática en la figura 2- la geometría local de la estructura de rejilla de la capa de acumulación 4 está adaptada al tamaño y a la conductividad eléctrica de las partículas 1 del material electroactivo incrustado y a la densidad de la corriente que está presente en cada caso en el funcionamiento de la disposición, de tal forma que en el caso de una conductividad mala de las partículas 1 y/o de alta densidad de corriente local, esencialmente cada una de las partículas 1 individuales tiene contacto directo en los puntos 2 con los hilos de rejilla 5 o bien de esta manera también con la capa conductora 3, en cambio en el caso de una buena conductividad de las partículas 1 y/o de una densidad de la corriente local baja, de una manera no representada en la figura 2, también las partículas 1 sin contacto directo propio con los hilos de rejilla 5 encuentran lugar en una bolsa de rejilla 6. De esta manera, incluso una mala conductividad de la partículas 1 carece de importancia y se asegura una buena estabilidad mecánica de la capa de acumulación 4 o bien de todo el electrodo. Además, tampoco es necesario utilizar un aditivo de conductividad o similar, lo que mejora adicionalmente la densidad de la energía gravimétrica.

Con disposiciones según la figura 2 se aseguran transiciones electrónicas esencialmente más cortas hasta el desviador de la corriente sobre sólo unos pocos o incluso ningún punto de contacto entre las partículas 1 individuales, con lo que se reduce, en general, la resistencia de desviación eléctrica entre el material electroactivo y el desviador de corriente. Una resistencia pequeña entre el material electroactivo y el desviador de corriente significa que se pierde poca potencia como calor de pérdida, siendo la pérdida de potencia directamente proporcional a esta resistencia. Por lo tanto, se eleva la potencia máxima así como la eficiencia de carga y descarga de un acumulador de energía, en el que están incorporados electrodos según la invención. De la misma manera, se reduce el factor de pérdida de la resistencia, cuando se utilizan tales electrodos en un supercondensador. Además, se reduce en una medida esencial la cantidad de aditivos conductores y de aglutinantes necesarios o bien se pueden suprimir, en general, tales aditivos, cuando se utilizan disposiciones según la presente invención.

Las figuras 3 a 5 muestran en cada caso solamente la estructura de rejilla de la capa conductora y de la capa de acumulación de zonas pequeñas de electrodos según la invención para disposiciones electroquímicas -las partículas del material electroactivo así como otras eventuales substancias aditivas se omiten, para mayor claridad, lo mismo que las conexiones eléctricas externas en la capa conductoras, en las capas de cubierta exteriores y similares. En todos los casos, la capa conductora 3 junto con la capa de acumulación 4 están configuradas en común en un material de polímero tridimensional, tejido con diferente densidad de la cinta por capas y/o localmente, y que está constituido, al menos en parte, por fibras recubiertas conductoras de electricidad, tejidas con diferente densidad de la cinta (o bien tricotadas con densidad de tejido de punto). Carece de importancia en este caso si el recubrimiento de las fibras se realiza después del tejido de la substancia o, en cambio, antes del mismo o bien es una cuestión de la técnica de textura que se prefiere en cada caso.

De acuerdo con la figura 3, las capas de acumulación inferiores, que se encuentran más cerca de la capa conductora 3, tienen bolsas de rejilla 6 más pequeñas o bien dimensiones menores de la rejilla, en cambio las capas de acumulación 4, que se encuentran más distanciadas de la capa conductora 3, presentan de nuevo bolsas de rejilla 6 mayores. En el supuesto de un tamaño continuo aproximadamente igual de las partículas electroactivas en toda la capa de acumulación 4, se obtiene de esta manera en la zona inferior (de una manera similar a la representada en la figura 2) esencialmente un contacto directo de cada una de las partículas individuales con al menos uno de los hilos de la rejilla 5, en cambio en la zona superior más tejida pueden encontrar espacio también partículas individuales del material electroactivo en las bolsas de rejilla 6, que no tienen ningún contacto directo propio con los hilos conductores de la rejilla 5. Puesto que la densidad de la corriente en la proximidad de la capa conductora 3 es, naturalmente, esencialmente mayor que en la zona exterior más alejada, esto no plantea ningún problema. Por lo tanto, de esta manera se puede conseguir una homogeneización de la conducción de la corriente, permaneciendo asegurada la estabilidad necesaria a través de las capas tejidas más densas en el interior, en cambio en las bolsas de rejilla 6 exteriores mayores encuentra espacio más material electroactivo, lo que mejora, en general, tanto la densidad de la energía volumétrica como también la densidad de la energía gravimétrica de la disposición frente a las disposiciones conocidas.

En la figura 4 se representa de forma esquemática una disposición, en la que las capas de acumulación 4 presentan diferentes dimensiones tanto en la dirección vertical como también en la dirección horizontal, lo que posibilita, por ejemplo, de una manera sencilla mejorar la desviación de la corriente hacia la esquina inferior derecha en la representación de la disposición a través de hilos de rejillas 5 tejidos más densos hacia esta zona con una reducción simultánea del volumen requerido por los materiales no electroactivos. Desde la parte superior izquierda hacia la parte inferior derecha, se incrementa la probabilidad para cada bolsa de rejilla 6 individual de que cada una de las partículas electroactivas que se encuentran en la bolsa de rejilla respectiva entre en contacto directo con un hilo de rejilla de desviación de la corriente.

En la disposición según la figura 5, la zona de las capas de acumulación 4 están configuradas de una manera similar a la figura 3- la capa conductora 3 está tejida aquí ahora de tal manera que su densidad para la desviación eléctrica se incrementa de forma continua hacia fuera (parte inferior derecha), como sucede también para el flujo de corriente.

Después de que la masa del material necesario tanto en la capa conductora como también en la capa de acumulación para la desviación de la corriente representa una parte considerable de toda la masa, por ejemplo de una batería, se influye de una manera positiva clara a través de las configuraciones descritas según la invención sobre la densidad de la energía gravimétrica de una disposición electroquímica, equipada con electrodos de este tipo, siendo las estructuras de rejilla representadas y descritas, a pesar de la resistencia mecánica suficiente para la retención del material electroactivo, suficientemente flexibles para permitir, por ejemplo, un arrollamiento o plegamiento conjunto de los electrodos sin deterioro. Los materiales polímeros tejidos tridimensionales, que forman la estructura de rejilla básica de los electrodos planos, se pueden fabricar de una manera sencilla y con coste favorable en grandes cantidades utilizando técnicas de tejido o bien de tricotado conocidas. Si las capas individuales deben presentar densidades de tejido diferentes o bien variables hacia la zona de las conexiones eléctricas externas -como se ha descrito-. Entonces esto se puede realizar de una manera muy sencilla a modo de patrones tejidos, pudiendo recortarse o estamparse entonces las zonas correspondientes después del tejido de tiras enteras de tales materiales.

Las fibras utilizadas pueden estar constituidas por uno o varios hilos por fibra, pudiendo seleccionarse el material de fibras de tal forma que sea, a ser posible, no reactivo en el sistema electroquímico, en el que se utiliza, y no inicie reacciones químicas o una modificación del volumen. Los materiales y las combinaciones de material que se prefieren a este respecto se describen en las reivindicaciones. Los recubrimientos conductores de las fibras de plástico de la rejilla pueden estar constituidos también, como se ha descrito, por dos capas siendo aplicada de una manera preferida en el presente sistema directamente en la fibra de plástico una capa de conductividad eléctrica alta y encima una capa con estabilidad elevada a la corrosión. También la densidad de las capas aplicadas para la conducción sobre las fibras de plástico se puede elegir, naturalmente, de tal forma que la conductividad para el sistema electroquímico presente en cada caso corresponde con determinada geometría, tamaño y propiedades necesarias. La aplicación de estas capas conductoras sobre las fibras de plástico se puede realizar a través de diferentes métodos conocidos, por ejemplo a través de separación de metal sin corriente exterior o separación de metal sin corriente exterior en combinación con un espesamiento galvánico de las capas o a través de desestabilización de una dispersión de partículas conductoras de electricidad. De una manera preferida, las fibras de plástico de la rejilla solamente son metalizadas después del tejido. El tejido de fibras ya hechas conductoras con anterioridad se prefiere habitualmente en los casos, en los que el recubrimiento de la estructura ya tejida acabada es difícil, requiere mucho tiempo y es costoso, por ejemplo cuando la capa conductora presenta una densidad de la cinta y un espesor muy altos.

Para elevar, en caso necesario, la conductividad de la capa conductora, se pueden entretejer también, de una manera que se deduce de forma no separada en las figuras, hilos metálicos autónomos adicionales en la estructura de rejilla, pudiendo ser estos hilos de una manera continua del mismo materia, por ejemplo, que los revestimientos de metal de las fibras de plástico adyacentes o presentando también al menos una densidad igual en cuanto al orden de magnitud.

Claims (12)

1. Electrodo de capas múltiples, esencialmente plano, de una disposición electroquímica, especialmente de una batería o de un condensador, que está constituido al menos por una capa (3) buena conductora de electricidad y por una capa de acumulación (4), que presenta una estructura de rejilla y que está conectada con ella de forma conductora de electricidad, de hilos tejidos o bien tricotados (5), hechos conductores de electricidad, en la que está incrustado material electroactivo junto con substancias adicionales eventuales, caracterizado porque la geometría local de la estructura de rejilla de la capa de acumulación (4) está adaptada al tamaño y a la conductividad eléctrica de las partículas (1) del material electroactivo incrustado y a la densidad de la corriente que está presente en cada caso en el funcionamiento de la disposición, de tal manera que en el caso de una conductividad mala de las partículas (1) y/o de alta densidad de corriente local, esencialmente cada una de las partículas (1) tiene contacto directo con los hilos de rejilla (5), en cambio en el caso de una buena conductividad de las partículas y/o de una densidad de la corriente local baja, también las partículas (1) sin contacto directo propio con los hilos de rejilla (5) encuentran lugar en una bolsa de rejilla (6), a cuyo fin las bolsas de rejilla (6) presentan un volumen mayor a medida que se incrementa la distancia desde la capa conductora (3) y/o desde la conexión exterior de la capa conductora (3).

2. Electrodo según la reivindicación 1, caracterizado porque las bolsas de rejilla (6) de la capa de acumulación (4) están configuradas esencialmente en forma de paralelepípedo.

3. Electrodo según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa de acumulación (4) está constituida por varios estratos, con estratos de densidad de la cinta regular en sí, pero que se reduce en cada caso a medida que se distancia de la capa conductora (3).

4. Electrodo según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque al menos un estrato de la capa de acumulación (4) presenta un patrón tejido con densidad de la cinta que se incrementa al menos por regiones hacia la conexión exterior de la capa conductora (3).

5. Electrodo según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la capa conductora (3) y la capa de acumulación (4) están configuradas en común en un material de polímero tridimensional, tejido con diferente densidad de la cinta por capas y/o localmente, y que está constituido, al menos en parte, por fibras (5) recubiertas conductoras de electricidad.

6. Electrodo según la reivindicación 5, caracterizado porque la capa conductora (3) tejida con la máxima densidad local de la cinta ocupa como máximo hasta 50% de la densidad total del electrodo superficial.

7. Electrodo según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque sobre los dos lados de la superficie de la capa conductora (3) están dispuestas capas de acumulación (4) tejidas al mismo tiempo.

8. Electrodo según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los hilos de rejilla (5) de la capa de acumulación (4) y, dado el caso, de la capa conductora (3) tienen una densidad en el intervalo entre 0,07 y 1,0 mm.

9. Electrodo según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los hilos de rejilla (5) de la capa de acumulación (4) y, dado el caso, de la capa conductora (3) están recubiertos con un revestimiento continuo entre 0,01 y 10 \mum de espesor de un metal del grupo Cu, Fe, Ti, Cr, Al, Ag, Au, Mn, acero inoxidable o sus aleaciones o con otras substancias conductoras, como por ejemplo óxidos conductores de electricidad, negro de carbón conductor o similares.

10. Electrodo según la reivindicación 9, caracterizado porque el revestimiento conductor de electricidad continuo está recubierto con un segundo revestimiento continuo del grupo de los siguientes metales o sus aleaciones: Cu, Fe, Ti, Ni, Cr, Al, Ag, Au, Mn y acero inoxidable, o con óxidos conductores o negro de carbón conductor, donde el espesor total de las dos capas no excede de 15 \mum.

11. Electrodo según una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los hilos tejidos de plástico (5) están constituidos por fibras de un polímero del grupo siguiente: poliéster, gomas de silicona, polietileno, polipropileno, copolímero de etileno tetrafluoretileno, politetrafluoretileno y fluoruro de polivinilideno.

12. Electrodo según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en la capa de acumulación (4) y/o en la capa conductora (3) están tejidos hilos metálicos, con preferencia de un metal del grupo: Cu, Fe, Ti, Ni, Cr, Al, Ag, Au, Mn, acero inoxidable o sus aleaciones, a intervalos regulares, con preferencia con un diámetro, que corresponde en el orden de magnitud al diámetro de las fibras recubiertas conductoras.