MX2007016485A - Colector de corriente para capacitores electroquimicos de doble capa electrica y metodo de fabricacion del mismo. - Google Patents

Abstract

Se describe un colector de corriente para usarse en un capacitor que tiene un electrolito acuoso o no acuoso, tal como un electrolito de acido sulfurico acuoso. La base conductora del colector de corriente puede fabricarse a partir de un numero de metales conductores pero, de preferencia, comprende plomo o una aleacion de plomo. La porcion de la base conductora que estara en contacto con el electrolito es provista con una capa protectora que se crea mediante la deposicion de una o mas capas de uno o mas materiales de recubrimiento protector sobre la misma. Cada material de recubrimiento protector comprende por lo menos un polvo de carbono conductor y un aglutinante polimerico que es resistente al electrolito. De preferencia, pero no esencialmente, el o los materiales de recubrimiento protector se aplican a la base conductora en forma de una pasta, la cual es sujeta posteriormente a una etapa de evaporacion de solventes y a una etapa de tratamiento termico. La capa protectora resultante tambien esta sustancialmente libre de poros a traves de los cuales el electrolito pueda pasar.

Description

COLECTOR DE CORRIENTE PARA CAPACITORES ELECTROQUÍMICOS DE DOBLE CAPA ELÉCTRICA Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DEL MISMO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida al campo de capacitores electroquímicos, y particularmente supercapacitores electroquímicos. Más específicamente, la presente invención está dirigida a un colector de corriente para usarse en un ensamble de electrodos de supercapacitor electroquímico de doble capa eléctrica.

Existe un interés cada vez más alto en el uso de capacitores para almacenar energía eléctrica. Estos capacitores pueden almacenar y redistribuir eficientemente una gran cantidad de energía eléctrica. Por ejemplo, estos capacitores pueden usarse: como una fuente de energía principal; como un suministro de energía de respaldo y para asegurar calidad de energía (por ejemplo, para compensar las "subidas", "picos" y "brincos" de energía a corto plazo comunes en una fuente de energía eléctrica suministrada por servicios públicos). Estos capacitores también se pueden usar para proporcionar nivelación de carga al almacenar una cantidad de energía eléctrica proporcionada durante horas fuera de pico y posteriormente redistribuir esta energía eléctrica durante periodos de demanda pico. También es posible usar estos capacitores como una fuente de energía primaria o secundaria en situaciones en las que se requiera una fuente portátil de energía, tal como con una variedad de vehículos.

Un capacitor de doble capa eléctrica (DEL) comprende típicamente un par de electrodos que residen en una relación separada aparte, entre los cuales reside un electrolito. El electrolito puede ser ya sea de naturaleza acuosa o no acuosa, dependiendo de la composición de los electrodos. Un separador reside también típicamente en el espacio entre los electrodos.

Uno o ambos de los electrodos en un capacitor DEL puede almacenar energía eléctrica a través de un mecanismo electroquímico de doble capa. En un proceso de almacenamiento de doble capa eléctrica, una capa de electrones se forma en el lado de electrodo de la interfaz electrodo/electrolito. Una capa de iones positivos se forma también sobre el lado de electrolito de la interfaz electrodo/electrolito. El voltaje a través de la interfaz de electrodo/electrolito se incrementa con acumulación de carga, y se libera eventualmente durante la descarga del capacitor.

Uno o ambos de los electrodos de un capacitor DEL pueden generalmente ser electrodos polarizables - aunque se ha encontrado que construir un capacitor DEL con un electrodo polarizable y un electrodo no polarizable proporciona al capacitor DEL una capacidad de energía específica que es mayor que aquella de un capacitor con dos electrodos polarizables. El electrodo polarizable puede comprender, por ejemplo, un material activo y un colector de corriente al cual se fije el material activo. El material activo más comúnmente empleado es uno de una pluralidad de materiales de carbón activado.

Cada uno de los electrodos en este capacitor DEL es típicamente fijado por ciertos medios a un colector de corriente. Los colectores de corriente comúnmente se construyen de un material que exhibe adecuada conductividad eléctrica - típicamente un metal. Ya que al menos una porción del colector de corriente debe residir en el electrolito junto con el material de electrodo, se debe asegurar que el material colector de corriente no reacciona adversamente al mismo. Por ejemplo, el electrolito de un capacitor DEL puede consistir en una solución de ácido sulfúrico acuosa o algún otro material acuoso o no acuoso. En tal caso, se debe asegurar que el electrolito no erosione o corroa al material colector de corriente, tal como a través de un proceso de oxidación-reducción (redox).

En consecuencia, aunque se conocen varias modalidades de colectores de corriente de capacitor DEL, cada uno tiene típicamente una o más desventajas inherentes. Por ejemplo, ya que diferentes capacitores electroquímicos utilizan electrodos diferentes y materiales de masa activos diferentes, los colectores de corriente para usarse con los mismos deben tener ciertas características electroquímicas, físicas, eléctricas, mecánicas y de procesamiento correspondientes. Esto ha llevado a la necesidad de una amplia variedad de materiales colectores de corriente diferentes.

Además, usando materiales tales como ácido sulfúrico para el electrolito en un capacitor DEL elimina como una opción una variedad de materiales o aleaciones económicos que pudieran usarse para construir un colector de corriente. Debido a que estos materiales demuestran baja estabilidad en el electrolito especificado, su uso reduciría significativamente en la ventana del voltaje operativo del capacitor y daría como resultado una reducción en los parámetros de energía y potencia específicos del capacitor. Así, los capacitores DEL comúnmente han empleado materiales colectores de corriente que exhiben mejor estabilidad en estos electrolitos, materiales que típicamente son costosos de conseguir. Estos materiales pueden incluir, por ejemplo, Ti, Al, Ni, Ag, Nb, Ta, Wand una variedad de aleaciones de los mismos.

Es posible usar materiales más económicos tales como acero y materiales similares para formar un colector de corriente de un capacitor DEL. Sin embargo, debido a que estos metales no son suficientemente resistentes a ciertos electrolitos (es decir, electrolitos de ácido sulfúrico), los diseños de colectores de corriente DEL conocidos que hacen uso de estos metales también han requerido el uso de un revestimiento protector que sea resistente al electrolito usado en el capacitor. Sin el revestimiento protector, un colector de corriente que comprenda acero o un metal similar se degradará en presencia de un electrolito de ácido sulfúrico - tal como mediante corrosión. La corrosión del colector de corriente puede tener un efecto negativo en la capacidad de ciclos y vida útil de un capacitor.

Como un ejemplo de un diseño conocido de esta naturaleza, un colector de corriente de acero puede utilizar una capa protectora de hoja de grafito. Aunque éste y otros materiales de revestimiento similares pueden ofrecer resistencia aceptable al electrolito en el cual residen, ha habido una gran cantidad de dificultad para obtener una adherencia adecuada entre estos revestimientos protectores y los materiales de electrodo subyacentes. Como resultado, el electrolito eventualmente interrumpe entre el revestimiento protector y el colector de corriente, después de lo cual ocurre la corrosión del material colector de corriente.

Se debe entender que cualquier degradación o erosión de un colector de corriente metálico puede afectar adversamente el rendimiento de un capacitor DEL. Por ejemplo, cuando se usa un electrolito de ácido sulfúrico, cantidades incluso sustancialmente insignificantes de hierro presentes en el mismo pueden disminuir agresivamente el voltaje de la descomposición del electrolito y dar como resultado una reducción significativa en el voltaje operativo del capacitor. Por consiguiente, debe evitarse la degradación del colector de corriente.

Como se puede entender a partir de la descripción anterior, existen varias desventajas asociadas con los diseños actuales y conocidos del colector de corriente para capacitor DEL. Así, los colectores de corriente de la presente invención utilizan un diseño mejorado que reduce o elimina sustancialmente muchos de los problemas asociados con los colectores de corriente conocidos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un colector de corriente de la presente invención está diseñado en vista de los requerimientos y preocupaciones mencionados arriba. Por ejemplo, se entiende que el material usado para construir un colector de corriente puede afectar varios parámetros del capacitor, tales como: voltaje operativo máximo; temperatura operativa; estabilidad operativa; la gama de electrolitos que pueden usarse; vida útil y costo. Con base en las limitaciones anteriores, incluyendo la variedad de materiales diferentes que pueden usarse para formar la masa activa de un electrodo de capacitor DEL, se ha determinado que el material más adecuado para construir un colector de corriente para un capacitor DEL que tenga un electrolito (ácido sulfúrico) de solución acuosa de ácido sulfúrico es plomo o una aleación de plomo. Estos materiales son muy estables cuando son expuestos a un electrolito de ácido sulfúrico, exhiben alto sobrevoltaje de gaseo de hidróxido y oxígeno, y están fácilmente disponibles a bajo costo.

Sin embargo, también se ha determinado que después de una operación extendida de estos capacitores DEL, una delgada capa de oxidación con alta resistencia específica y baja estabilidad se formará por un proceso redox sobre la superficie de colectores de corriente a base de plomo o aleaciones de plomo no protegidos. Esto da como resultado una reducción de los parámetros de energía y potencia, estabilidad operativa y confiabilidad.

De esta forma, un colector de corriente de la presente invención está provisto con una capa protectora especializada que evita que se forme una capa de oxidación sobre el material colector a base de plomo cuando el colector de corriente es expuesto al electrolito de ácido sulfúrico de un capacitor DEL. La capa protectora es revestida al cuerpo del colector de corriente de metal antes de la fijación de la masa activa de electrodos al mismo. En consecuencia, la capa protectora debe permitir una adecuada adherencia con la masa activa y debe permitir una eficiente transferencia de carga de la masa activa al colector de corriente. Varias capas de una o más composiciones de material de revestimiento protector pueden aplicarse al colector de corriente para producir un revestimiento protector que proporcione tanto protección aceptable como adherencia.

Debido a que la masa activa de la mayoría de los capacitores electroquímicos se forma usando un material de carbón activado que tiene conductividad tipo p, el revestimiento protector debe exhibir también conductividad tipo p. Los ingredientes principales del material de revestimiento protector son de preferencia polvo de carbón finamente disperso que tiene alta conductividad tipo p, y uno o más aglutinantes poliméricos específicos, tales como una resina a base de perclorovinilo. De preferencia, el material polimérico seleccionado proporcionará también una composición de revestimiento protector que esté suficientemente libre de microporos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Además de las características mencionadas arriba, otros aspectos de la presente invención se harán fácilmente aparentes a partir de las siguientes descripciones de los dibujos y modalidades ejemplares, en donde los números de referencia iguales a través de las diferentes vistas se refieren a características idénticas o equivalentes, y en donde: La figura l a es una vista frontal que ilustra una modalidad ejemplar de un colector de corriente con una capa protectora de acuerdo con la presente invención.

La figura lb es una vista lateral del colector de corriente de la figura l a.

La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra las etapas de un método ejemplar para fabricar un colector de corriente de la presente invención.

La figura 3 es una gráfica que muestra la cantidad de solvente evaporada del material de revestimiento protector durante el curso de su tiempo de secado bajo condiciones normales.

La figura 4 ilustra una vista frontal, en corte transversal, de una modalidad de un capacitor DEL heterogéneo de una sola celda usando un colector de corriente de la presente invención.

La figura 5 es una vista lateral, en corte transversal, del capacitor de la figura 4.

La figura 6 es una gráfica que muestra la impedancia del capacitor de las figuras 4-5 contra su voltaje en carga y descarga.

La figura 7 ilustra una vista frontal, en corte transversal, de una modalidad de un capacitor DEL simétrico que usa un colector de corriente de la presente invención.

La figura 8 es una vista lateral, en corte transversal, del capacitor de la figura 7.

La figura 9 es una gráfica que muestra la dependencia de voltaje (U), impedancia (|Z|) y potencial de los electrodos positivo (f+) y negativo (f-) del capacitor de las figuras 7-8 en el tiempo de carga y descarga en comparación con un electrodo de hidrógeno estándar de referencia (SHE) y La figura 10 es una gráfica que muestra la dependencia de la impedancia del capacitor de las figuras 7-8 de su voltaje durante el tiempo de carga y descarga.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Una modalidad ejemplar de un colector de corriente de la presente invención puede observarse en las figuras l a-b. Como se puede ver, el colector de corriente 5 tiene una base conductora interior 10 y una capa protectora exterior 15. La base conductora 10 de esta modalidad comprende plomo o una aleación de plomo tal como, por ejemplo, una mezcla de plomo y estaño. El material que forma la capa protectora 15 comprende principalmente un polvo de carbono finamente disperso que tiene alta conductividad tipo p y uno o más aglutinantes poliméricos específicos. El polvo de carbono puede tener una escala de tamaño de partícula inicial de aproximadamente 3 ,000-8,000Á, aunque también pueden estar disponibles otros tamaños de partícula. Sin embargo, de preferencia, las partículas de polvo de carbono se reducen más en tamaño. De preferencia, las partículas de polvo de carbono se reducen más en tamaño de tal forma que sus dimensiones lineales no excedan aproximadamente 300-500Á.

Se ha descubierto que sólo un número limitado de materiales poliméricos proporcionarán una composición de revestimiento protectora que esté suficientemente libre de microporos. Estos materiales poliméricos incluyen, sin limitación: perclorovinilo; polietileno clorosulfatado; resinas epóxicas; resinas de poliuretano y Poviden F (un copolímero de cloruro de vinilideno con cloruro de vinilo). Otros materiales presentes en la capa protectora pueden incluir, sin limitación, plastificantes, solventes, dispersantes y agentes humectantes y contra la formación de espuma.

Un método ejemplar para fabricar un material de revestimiento protector y un colector de corriente con capa protectora de dos capas puede entenderse al hacer referencia a la figura 2 y a la siguiente descripción.

Como se muestra, la base conductora 10 del colector de corriente 5 se fabrica a partir de plomo o una aleación de plomo hasta dimensiones predeterminadas. Por ejemplo, en la modalidad mostrada en la figura 1 , la base conductora 10 se fabrica a partir de una aleación de plomo que comprende una mezcla de plomo y estaño a dimensiones de aproximadamente 135 x 72 x 0.2 (mm). Por supuesto, se debe ver por alguien de capacidad en la técnica que la base conductora 10 puede tener una multitud de otras dimensiones dependiendo del electrodo y capacitor del cual éste formará parte. La base conductora 10 puede producirse por maquinado, moldeo o cualquier otra técnica familiar para alguien capacitado en la técnica.

Para asegurar que ningún contaminante reductor de adherencia resida entre la base conductora 10 y el material de revestimiento protector aplicado posteriormente, se prefiere que las superficies relevantes de la base conductora se limpien después de la formación. Por ejemplo, se ha encontrado que limpiar las superficies de la base conductora 10 con acetona y toluol da un buen trabajo de remover cualquier grasa y suciedad que pudiera estar presente sobre la misma. Ciertamente, alguien capacitado en la técnica reconocería que otros limpiadores también podrían usarse efectivamente sobre la base conductora 10.

Se prefiere también que las superficies relevantes de la base conductora 10 sean hechas ásperas para maximizar la adherencia. Esto se puede lograr en cualquier número de formas que serían entendidas por alguien capacitado en la técnica. Por ejemplo, se ha encontrado que frotar las superficies relevantes de la base conductora 10 con un cepillo metálico funciona bien para este propósito.

Una vez que la base conductora ha sido producida y alistada, el material de revestimiento protector puede prepararse. Como se indicó arriba, los componentes primarios del material de revestimiento protector son un polvo de carbón finamente disperso y uno o más aglutinantes poliméricos específicos. Como se describió arriba, el material de revestimiento protector también puede incluir sin limitación, plastificantes, solventes, dispersantes, agentes humectantes y agentes contra la formación de espuma.

Se obtiene primero un material de polvo de carbono con tamaño de partícula aceptable. El polvo de carbono puede comprarse o fabricarse. Al polvo de carbono se le añade el aglutinante polimérico, y cualquiera de los demás materiales mencionados arriba. La relación de peso de los materiales usados en el revestimiento protector puede variar. En el ejemplo 1 , abajo, por ejemplo: 6.0% en peso de polvo de carbono, 8.2% en peso de polímero, 5.2% en peso de plastificante, 80.0% en peso de solvente, 0.3% en peso de dispersante, 0.15% en peso de agente humectante y 0.15% en peso de agente contra la formación de espuma se mezclaron para formar el material de revestimiento protector. Por supuesto, las relaciones particulares usadas pueden variar dependiendo de los materiales particulares implicados y/o la marca de los materiales, y la composición ejemplar descrita arriba y abajo no debe verse como limitativa de un material de revestimiento protector de la presente invención a los materiales o relaciones particulares listado.

El polvo de carbono, aglutinante polimérico y otros materiales se procesan de preferencia hasta crear una pasta. Esto se puede lograr de varias formas que pudieran ser familiares para alguien capacitado en la técnica. Por ejemplo, los diferentes componentes del material de revestimiento protector pueden añadirse a un molino de laboratorio, tal como un dispositivo Dyno Mili Multi-Lab. Durante la preparación de la pasta, cualquier partícula de polvo de carbono más grande se reduce de preferencia en tamaño al menos de aproximadamente 500Á y, más preferiblemente, a entre alrededor de 300-500Á, y los ingredientes son trabajados para crear una pasta homogénea. Una vez que se ha producido la pasta homogénea, ésta se remueve a un homogeneizador y se mezcla en el mismo durante una cantidad de tiempo predeterminada. Los tiempos de molienda y homogeneización ejemplares pueden ser, por ejemplo, 45 minutos y 20 minutos, respectivamente. Por supuesto, estos tiempos pueden variar considerablemente dependiendo de la composición exacta de la pasta y de los dispositivos usados para mezclar y homogeneizar la pasta. Después de la homogeneización, la pasta se filtra de preferencia para remover cualquier partícula de polvo de carbono coagulada grande. En un método ejemplar, un filtro de cerámica que tiene un filtro de poro máxima de aproximadamente 5 µm se usa para este propósito.

Una vez que la pasta ha sido filtrada, está lista para aplicarse a la base conductora 10. Un dispositivo de deposición de pasta especialmente diseñado (no mostrado) ha sido producido para este propósito, pero otros métodos conocidos de aplicación de pasta también pueden emplearse. El dispositivo de deposición de pasta diseñado especialmente (o un dispositivo/método similar) se prefiere, sin embargo, toda vez que permite un excelente control del espesor de cada capa de revestimiento protector aplicada a la base conductora 10.

El material de revestimiento protector puede aplicarse a la base conductora 10 en una sola capa. Sin embargo, se ha descubierto que aplicar varias capas de material de revestimiento protector produce una capa protectora 15 con propiedades mejoradas. Se cree que esto es cierto por un número de razones. Por ejemplo, se ha encontrado que cuando el material de revestimiento protector se aplica en varias capas, el número de defectos principales en la capa protectora total 15 se reduce ampliamente y la densidad de los microporos de la capa protectora se reduce. Esto mejora los parámetros operativos del colector de corriente 5. Un incremento en el número de capas de material de revestimiento protector aplicadas individualmente origina una mejora en la capa protectora general y la calidad del colector - incluso si el espesor agregado de la capa protectora general 15 permanece constante.

Además, al aplicar el material de revestimiento protector en varias capas se permite que la capa protectora completa 15 comprenda materiales de revestimiento protector individuales que contengan polímeros diferentes. Esta es una opción de fabricación importante, ya que comúnmente es difícil si no es que imposible satisfacer simultáneamente todos los requerimientos mencionados arriba de una capa protectora cuando se use un material de revestimiento protector que tiene sólo un tipo de polímero.

Más específicamente, se ha encontrado que, como una regla general, los materiales poliméricos que exhiben la mejor adherencia a una base conductora a base de plomo 10 también se caracterizan por ser altamente penetrables por un electrolito de ácido sulfúrico. Por lo tanto, para maximizar la adherencia a, y protección de, la base conductora 10, una capa protectora 15 que comprende varias capas de revestimiento protector que tiene al menos dos polímeros diferentes e prefiere. Por ejemplo, para maximizar la adherencia entre la capa protectora 15 y la base conductora 10, se prefiere que la primera capa de material de revestimiento protector aplicada a la base conductora incluye un material polimérico que exhiba adecuada adherencia a materiales a base de plomo-incluso si este material es permeable a un electrolito de ácido sulfúrico. La primera capa del material de revestimiento protector sólo tiene que ser, por ejemplo, alrededor de 0.5- 1 .0 µm de espesor, aunque una primera capa más gruesa también se puede aplicar. Una capa subsecuente, o capas subsecuentes, de material de revestimiento protector pueden entonces comprender un material conductivo cuyo componente polimérico pueda exhibir una menor adherencia a materiales a base de plomo, pero una resistencia mejorada a la capacidad de penetración por el electrolito de ácido sulfúrico. En consecuencia, como puede entenderse, al aplicar materiales de revestimiento protector en diferentes capas y al variar el tipo de polímero presente al menos en alguno de estos materiales, la combinación requerida de parámetros de capa protectora puede lograrse en una forma muy óptima.

Como se puede observar por referencia a la figura 2, después de que cada capa de un material de revestimiento protector ha sido aplicada a las superficies relevantes de la base conductora 10, el material de revestimiento protector es sujeto a una evaporación de solvente y subsecuente etapa de tratamiento térmico. Primero, el material de revestimiento protector se deja secar al aire bajo condiciones sustancialmente ambientes (es decir, a temperatura ambiente promedio) durante aproximadamente 2 horas - aunque el tiempo de secado al aire puede variar dependiendo de la composición de material de revestimiento protector usada y del espesor de la misma. El periodo de secado con aire permite que una gran porción del solvente atrapado en la misma se evapore lentamente de la capa de material de revestimiento protector depositada, y permite también que el material de revestimiento protector adquiera cierto grado de solidez.

Como se ilustra en la figura 3 , se ha confirmado por pruebas que la estructura y propiedades eléctricas del material de revestimiento protector dependen en un mayor grado en la velocidad de remoción de solvente. Se ha establecido experimentalmente que al reducir la velocidad a la cual el solvente se evapora del material de revestimiento protector da como resultado una capa protectora 1 5 que exhibe adecuada conductividad eléctrica y que tiene una estructura densa (es decir, una película sólida y sustancialmente no porosa). Esta investigación demuestra que bajo condiciones de secado normales (es decir, temperatura ambiente) hasta aproximadamente 95% de los solventes se remueven del material de revestimiento protector en volumen después de 100 minutos. En consecuencia, la etapa de secado con aire ayuda a producir una capa protectora sustancialmente sólida sin, o sólo mínimos, poros.

En referencia de nuevo a la figura 2, se puede ver que después de la etapa de secado al aire (evaporación de solvente) la primera capa de revestimiento protector es sujeta a una etapa de tratamiento térmico. El tratamiento térmico puede lograrse en una variedad de formas, tal como al poner la base conductora 10 con el material de revestimiento protector aplicado a la misma en un horno que tenga una temperatura controlable. La temperatura y tiempo de tratamiento asociado con esta etapa también pueden variar dependiendo de la composición de material de revestimiento protector particular usada y del espesor de la misma. En un método ejemplar para preparar colector de corriente de la presente invención, la primera etapa de tratamiento térmico tiene lugar a una temperatura de entre alrededor de 80-85°C durante un periodo de entre aproximadamente 30-40 minutos.

Cuando se construye un colector de corriente que tiene una capa protectora que comprende más de una capa individual de material de revestimiento protector, la siguiente capa del material de revestimiento protector puede aplicarse después de que la etapa de tratamiento térmico precedente haya sido completada. Por ejemplo, en el proceso ilustrado por la figura 2, la segunda capa de revestimiento protector se aplica después de que se completa la primera etapa de tratamiento térmico. La segunda capa y cualquier capa adicional de material de revestimiento protector son de preferencia también aplicadas mediante un método que permita que el espesor de la misma se controle adecuadamente. Después de la aplicación, la segunda capa de material de revestimiento protector es sujeta subsecuentemente a una etapa de secado con aire (evaporación de solvente) y a una etapa de tratamiento térmico de una manera similar a la de la primera etapa. Las temperaturas y tiempo de tratamiento asociados con cada una de estas etapas de secado pueden variar nuevamente dependiendo de la composición particular del material de revestimiento protector usada y del espesor de la misma. Sin embargo, en un método ejemplar para preparar un colector de corriente de la presente invención, la segunda capa de material de revestimiento protector fue secada al aire a temperatura ambiente durante aproximadamente (2) horas y posteriormente tratada térmicamente a una temperatura de alrededor de 1 10°C durante un periodo de entre aproximadamente 60-70 minutos. Capas adicionales de material de revestimiento protector pueden aplicarse de manera similar, con los tiempos de secado y temperaturas ajustados según se requiera.

EJEMPLO 1 Se fabricó un colector de corriente ejemplar de acuerdo con la técnica descrita arriba. El colector de corriente tenía dimensiones de base conductora de aproximadamente 135 x 72 x 0.2 (mm). Un material de revestimiento protector se depositó en la base conductora en dos capas separadas, de tal manera que el espesor final de la capa protectora fuera de aproximadamente 50 µm. La base conductora se fabricó a partir de una aleación de plomo, en particular una aleación comprendida de alrededor de 97% de plomo y aproximadamente 3 % de estaño. La composición de la pasta de revestimiento protector de colector de corriente fue de aproximadamente 6.0% en peso de polvo de carbono; 5.2% en peso de polímero de perclorovinilo; 8.2% en peso de plastificante; 80% en peso de solvente (acetona, acetato de n-butilo, toluol); 0.3 % en peso de dispersante; 0.15% en peso de agente humectante (agente tensioactivo) y 0.15% en peso de agente contra la formación de espuma. Después del tratamiento térmico de las dos capas de material de revestimiento protector, la composición de la capa protectora fue de 30% en peso de polvo de carbono; 45% en peso de polímero de perclorovinilo y 25% en peso de plastificante.

Una vez completado, varias características del colector de corriente fueron medidas. Las mediciones del espesor de revestimiento y la resistencia eléctrica específica de la capa protectora demostraron que tanto el espesor de revestimiento como la resistencia eléctrica específica eran virtualmente uniformes a lo largo de la superficie completa del colector de corriente. Específicamente, un espesor de capa protectora midió aproximadamente 50+5 µm, en tanto que el valor promedio de resistencia eléctrica específica (pk) en la barrera de la capa protectora/base conductora se determinó que era de 0.85 Ohm-cm2. Ya que la resistencia eléctrica específica atribuible a la barrera de base conductora/capa protectora es mayor que la resistencia eléctrica específica debido al propio material de revestimiento protector, se puede entender que un cambio en el espesor de la capa protectora no tiene influencia en el valor de resistencia eléctrica específico completo.

Las mediciones de adherencia en diferentes lugares a lo largo del colector de corriente completado establecieron también que la adherencia del material de revestimiento protector a la base conductora a base de plomo era bastante alta a lo largo de la superficie. Además, cambios en la adherencia ocurrieron dentro de una limitada gama de alrededor de 8- 10 kg/cm2.

Una muestra de la capa protectora también se separó de la base conductora para llevar a cabo pruebas adicionales. El uso de sonda caliente y técnicas de Van der Paw demostró que tanto la muestra de capa protectora separada como la capa protectora que permanecía sobre la base conductora tenían conductividad eléctrica tipo p.

Una muestra del colector de corriente cubierto con capa protectora también se puso en un electrolito (ácido sulfúrico) de solución acuosa de ácido sulfúrico (p = 1 .26 g/cm3) y se mantuvo ahí a temperatura ambiente durante aproximadamente 120 horas. La muestra fue posteriormente lavada a conciencia con agua destilada y secada al aire aproximadamente 80°C durante 5 horas para remover líquido. Después de eso, las características eléctricas del colector de corriente se midieron de nuevo. Estas mediciones demostraron que las características eléctricas específicas del colector de corriente virtualmente no tuvieron cambios.

En otra prueba más, el colector de corriente se mantuvo en el electrolito de ácido sulfúrico a una temperatura de aproximadamente 65°C durante alrededor de 120 horas. Después de la remoción, la medición demostró que en este caso el valor de resistencia eléctrica específico (pk) se incrementó de 0.85 a 0.87 Ohm-cm2. El colector de corriente también fue sujeto al electrolito de ácido sulfúrico a una temperatura de aproximadamente 80°C durante aproximadamente 60 horas. En este caso, la medición demostró que la resistencia eléctrica específica era de alrededor de 0.91 Ohm-cm . Luego de concluir las pruebas, la medición demostró que la conductividad tipo p de la capa protectora y su adherencia a la base conductora permanecía sin cambios.

Así, se puede ver que después de pruebas bastante severas del colector de corriente en un electrolito de ácido sulfúrico, la resistencia eléctrica específica del colector de corriente se incrementó sólo 1 .07 veces. En consecuencia, es obvio que la capa protectora evita efectivamente que electrolito de ácido sulfúrico alcance la superficie de la base conductora y, por lo tanto, protege a la superficie de la base conductora de la oxidación. Igualmente debe ser obvio para alguien capacitado en la técnica que un cambio insignificante en la resistencia eléctrica específica del colector de corriente no puede influenciar las características de energía de un capacitor electroquímico que tenga un electrolito de ácido sulfúrico si este colector de corriente está instalado en el mismo.

Un supercapacitor electroquímico heterogéneo (HES) de doble capa eléctrica (DEL) 20 construido para el propósito de prueba del colector de eorriente del ejemplo 1 se muestra en las figuras 4-5. El HES fue probado usando un colector de corriente fabricado de acuerdo con las técnicas descritas arriba y detalladas en el ejemplo 1 .

El HES 20 puede verse que incluye un electrodo positivo (no polarizable) 25 a base de dióxido de plomo y un par de electrodos negativos (polarizables 30) que tienen una masa activa que comprende un material de carbón activado. Cada electrodo negativo 30 tiene también un colector de corriente 35 de la presente invención unido a su masa activa. Un separador poroso 40 rodea sustancialmente el electrodo positivo 25 y los separa de los electrodos negativos 30. Los electrodos 25, 30 y el separador 40 son impregnados con una cantidad de electrolito de ácido sulfúrico acuoso que tiene una densidad de 1 .26 g/cm . El ensamble de electrodos reside en un estuche 45 a través del cual agarraderas 50 de los colectores de corriente 35 sobresalen. El estuche 45 es sellado contra derrames alrededor de las agarraderas 50 por sellos de agarradera 55. El HES 20 también está equipado con una válvula de seguridad 60.

Placas de carbón activado de PAC-MM- 100, el cual se fabrica por Material Methods LLC (E.U.A.), se usaron para la masa activa de los electrodos negativos 30- aunque otros materiales obviamente podrían ser usados también. Las placas de carbono tenían dimensiones totales de aproximadamente 135 x 72 x 2.0 (mm). La capacitancia eléctrica específica, densidad de peso específica y resistencia eléctrica específica de las placas de PAC-MM- 100 fue de 750 F/g, 0.38 g/cm3, y 0.44 Ohm-cm, respectivamente. Las placas de carbono son de conductividad eléctrica tipo P- El separador 40 particular usado en el HES 20 fue un separador de AGM hecho de RECOMAT 1 5064XXP, el cual se fabrica por BERNARD DUMAS, en Francia. El separador 40 tuvo un espesor de aproximadamente 0.4 mm.

Para lograr pruebas aceleradas de un colector de corriente de la presente invención como parte del HES 20, se llevaron a cabo pruebas a temperaturas elevadas de aproximadamente 60±3°C. El HES 20 se probó con una corriente de carga y corriente de descarga de aproximadamente 0.75Á, un tiempo de descarga de aproximadamente 3.5 horas, una pausa después de la carga y después de la descarga de alrededor de 5 minutos, y una descarga a voltaje de aproximadamente 0.8 V.

Durante las pruebas, se midieron las siguientes características del HES : (a) Capacidad de Coulomb durante carga y descarga; (b) energía durante carga y descarga; (c) eficiencia de capacidad de Coulomb y eficiencia de energía y (d) voltaje y resistencia óhmica en el inicio y fin de la descarga.

Al principio de las pruebas, cinco ciclos de carga y descarga del HES 20 se llevaron a cabo a temperatura ambiente para estabilizar y determinar sus parámetros operativos. Después el HES 20 se puso en una instalación especial y se calentó hasta aproximadamente 60°C, cuando la temperatura fue posteriormente mantenida a un nivel permanente de 60±3°C. Luego de la conclusión, del ciclo 95, el HES se enfrió a la temperatura ambiente y se llevaron a cabo cinco ciclos de carga y descarga adicionales.

Las mediciones demostraron que en el quinto ciclo a temperatura ambiente el HES 20 tuvo una capacitancia eléctrica de aproximadamente 8,500 F, una capacidad de Coulomb de aproximadamente 2.45 A-h, una energía de descarga de aproximadamente 12.5 kJ, una resistencia óhmica en el inicio de la descarga (Rs ch) de aproximadamente 67.3 mOhm y una resistencia óhmica al final de la descarga (Redch) de alrededor de 41 .2 mOhm.

En total, 100 ciclos continuos de carga y descarga se llevaron a cabo, de los cuales 90 ciclos (del ciclo 6 al ciclo 96) se llevaron a cabo a una temperatura de 60±3°C. Las características medidas del HES 20 en el ciclo 100 y el ciclo 5 (a temperatura ambiente) permanecieron sustancialmente sin cambios. Después de un incremento en la temperatura del HES a 60±3°C, las características medidas se incrementaron, y después permanecieron sustancialmente sin cambios durante el periodo de ciclos completo a la temperatura de 60±3°C. Durante la reducción (después del ciclo 95) de la temperatura del HES a temperatura ambiente, las características medidas de nuevo cayeron a los valores medidos obtenidos en el 5° ciclo.

La resistencia óhmica al principio de la descarga (RSdch) y al final de la descarga (Redch) en el 8° ciclo (a temperatura ambiente de 60±3°C) midió 64.3 mOhm y 39.3 mOhm, respectivamente. Durante los ciclos, los valores de RSdch y Redch se redujeron a una velocidad insignificante, y en el último ciclo (95es?mo) midieron 63.7 mOhm y 38.5 mOhm, respectivamente.

Los ciclos del HES 20 a la temperatura de 60±3°C no causaron ningún cambio en sus características operativas que pudiera estar relacionado con un cambio en las propiedades de los colectores de corriente 35. En el ciclo 100 (a temperatura ambiente), el HES 20 tuvo una capacitancia eléctrica medida de 8,750 F, una capacidad de Coulomb de 2.46 A-h, una energía de descarga de 12.7 kJ, una RSdch de 65.8 mOhm y una edch de 39.2 mOhm. El pequeño incremento en las características de energía medidas del HES 20 estuvo relacionado con la mejora en la humectabilidad de las placas de carbono de los electrodos negativos 30 durante sus ciclos.

Las mediciones de la impedancia del HES durante carga y descarga (véase figura 6) hicieron posible determinar que: (a) la dependencia de la impedancia en el voltaje de hecho no tuvo cambios con el número de ciclos durante el periodo de ciclos largo del capacitor y (b) que no hubieron procesos de oxidación-reducción observados sobre la superficie del colector de corriente de electrodos negativos con base en la curva de impedancia contra voltaje durante la carga y descarga. Así, la baja resistencia interna del capacitor, la falta de procesos de redox sobre la superficie de la base conductora y la dependencia estable de la impedancia en el voltaje durante ciclos largos prueban el beneficio de usar un colector de corriente de la presente invención.

Las características eléctricas de la capa protectora también fueron probadas después de los ciclos del HES 20. Las pruebas demostraron que cualquier cambio en propiedades de la capa protectora del colector de corriente después de las pruebas aceleradas fue insignificante. Por ejemplo, el valor promedio de la resistencia eléctrica específica del colector de corriente se redujo de 0.85 Ohm-cm2 a 0.80 Ohm-cm2, y la conductividad tipo p del mismo se conservó. Se cree que la ligera reducción en la resistencia eléctrica específica puede estar relacionada con el cambio de la densidad del estado de la superficie de la capa protectora.

Debido a que el electrodo negativo del HES 20 usado para las pruebas es polarizado en una escala potencial de aproximadamente 0.9/-0.7 V en relación con el potencial SHE, es claro que el colector de corriente de la presente invención también se puede usar en un capacitor electroquímico simétrico que tenga un electrolito de ácido sulfúrico acuoso.

EJEMPLO 2 Otro colector de corriente ejemplar se fabricó de una manera similar a la descrita arriba. El colector de corriente tuvo de nuevo dimensiones base conductivas de aproximadamente 135x72x0.2 (mm). Se depositó un material de revestimiento protector en la base conductora en dos capas separadas, de tal forma que el espesor final de la capa protectora fue de aproximadamente 50 µm. La base conductora se fabricó a partir de una aleación de plomo, en particular una aleación que comprendía aproximadamente 99% de plomo y aproximadamente 1 % de estaño. La composición de la pasta de revestimiento protectora del colector de corriente fue de aproximadamente 4.0% en peso de polvo de carbono; 9.7% en peso de polímero de perclorovinilo; 6.05 en peso de plastificante; 80% en peso de solvente (acetona, acetato de n-butilo, toluol); 0.1 % en peso de dispersante; 0.1 % en peso de agente humectante (tensioactivo) y 0.1 % en peso de agente contra la formación de espuma. Después del tratamiento térmico de la segunda de las dos capas de material de revestimiento protector, la composición de la capa protectora fue 20% en peso de polvo de carbono; 52% en peso de polímero de perclorovinilo y 28% en peso de plastificante.

Los valores promedio de la resistencia eléctrica específica y adherencia de la capa protectora del colector de corriente del ejemplo 2 se midieron como 2.4 Ohm-cm2 y 12 kg/cm2, respectivamente. La capa protectora tenía una conductividad tipo p.

Un supercapacitor electroquímico simétrico de doble capa eléctrica (DEL) 65 construido para el propósito de pruebas del colector de corriente del ejemplo 2 se muestra en las figuras 7-8. El capacitor simétrico 65 se probó usando un colector de corriente fabricado de acuerdo con las técnicas descritas arriba y detalladas en el ejemplo 2 como el colector de corriente para el electrodo tanto positivo como negativo del mismo.

El capacitor simétrico 65 puede verse que incluye un par de electrodos polarizables porosos 70 que tienen una masa activa que comprende un material de carbón activado. Cada electrodo 70 tiene también un colector de corriente 75 de la presente invención unido a su masa activa. Un separador poroso 80 separa los electrodos 70. Los electrodos 70 y el separador 80 son impregnados con una cantidad de electrolito de ácido sulfúrico acuoso que tiene una densidad de 1 .26 g/cm3. El ensamble de electrodos reside en un estuche 85 a través del cual sobresalen agarraderas 90 de los colectores de corriente 75. El estuche 85 es sellado contra derrames alrededor de las agarraderas 90 por sellos de agarradera 95. El capacitor simétrico 65 también está equipado con una válvula de seguridad 100.

Placas de carbón activado de PAC-MM- 100 también se usaron para la masa activa de estos electrodos 70- aunque otros materiales obviamente también podrían ser usados. Las placas de carbono nuevamente tuvieron dimensiones globales de aproximadamente 135 x 72 x 2.0 (mm). La capacitancia eléctrica específica, densidad de peso específica y resistencia eléctrica específica de las placas de PAC-MM- 100 fue de 750 F/g, 0.38 g/cm y 0.44 Ohm-cm , respectivamente. Las placas de carbono son de conductividad eléctrica tipo p.

El separador 80 particular usado en el HES 20 fue nuevamente un separador AGM hecho de RECOMAT 15064XXP. El separador 80 tuvo un espesor de alrededor de 0.4 mm.

El capacitor simétrico 65 se probó a temperatura ambiente. Para incrementar la influencia de oxígeno e hidrógeno en los colectores de corriente 75 probados, un modo de ciclos de trabajo pesado se seleccionó deliberadamente (con una eficiencia de Coulomb de aproximadamente 16%). La descarga y descarga del capacitor se llevaron a cabo a una corriente constante de aproximadamente 0.36Á. La capacidad de Coulomb del proceso de carga y descarga del capacitor simétrico 65 tuvo un valor de aproximadamente 1 .8 A-h. Durante carga y descarga, el capacitor simétrico 65 experimentó inversión de voltaje (es decir, el electrodo positivo del capacitor se volvió el electrodo negativo, y el electrodo negativo se volvió electrodo positivo).

Durante las pruebas, se midieron las siguientes características del capacitor simétrico 65: (a) energía durante carga y descarga; (b) voltaje de capacitor y los potenciales de sus electrodos; (c) resistencia óhmica del capacitor en el inicio y fin de la descarga y (d) impedancia del capacitor.

La duración de pausa después de procesos de carga y descarga fue de 5 minutos. Las pruebas se llevaron a cabo en un modo de modo de ciclos de capacitor continuos. El número de ciclos continuos llevado a cabo fue de 100.

Las características de energía del capacitor simétrico 65 durante los ciclos permanecieron virtualmente sin cambios. Las mediciones demostraron que la capacitancia eléctrica era de 1 ,400 F, la capacidad de Coulomb de 0.22 A-h, la energía de descarga de 1 J 88 kJ, el valor de resistencia óhmica en el inicio de carga (Rsch) era de 21 .3 mOhm y el valor de resistencia óhmica al final de la carga (Rech) era de 25.2 mOhm.

Como se muestra en la figura 9, los potenciales de los electrodos capacitores durante carga y descarga varían sobre una amplia escala. Con base en la curva de impedancia contra voltaje de la figura 10, ningún proceso de redox asociado con la base conductora de los colectores de corriente fueron observados durante carga y descarga, no obstante el modo de ciclos de trabajo pesado. Esto indica que la capa protectora revestida en la base conductora de cada colector de corriente funciona efectivamente para evitar la oxidación de la base conductora. Esto se confirma por la medición de las características eléctricas de los colectores de corriente después de los ciclos del capacitor simétrico 65. Además, las características eléctricas, mecánicas, químicas y físicas de los colectores de corriente no cambiaron después de las pruebas.

Por lo tanto, como se puede ver de lo anterior, un revestimiento protector fabricado de acuerdo con la presente invención exhibe una baja resistencia eléctrica y alta conductividad eléctrica tipo p. Este revestimiento protector evitará que un electrolito capacitor electroquímico, tal como un electrolito a base de ácido sulfúrico, haga contacto con la superficie de la base conductora de un colector de corriente y protegerá a la superficie de la base conductora contra los efectos de procesos de redox durante la polarización y despolarización de su electrodo asociado. El revestimiento protector también es flexible y exhibe adecuada adherencia a los materiales de plomo o aleación de plomo que comprenden la base conductora.

Además, el revestimiento protector proporcionará alto sobrevoltaje de gaseo de hidrógeno y oxígeno en un electrolito de ácido sulfúrico de un capacitor DEL. A temperaturas de aproximadamente -40°C a alrededor de +50°C, el revestimiento protector será estable dentro de una escala potencial de al menos +1 .0/-0.7 V en comparación con el potencial de un electrodo de hidrógeno estándar (SHE) de referencia en un electrolito de ácido sulfúrico. Además, las propiedades eléctricas, electroquímicas, físicas, mecánicas y protectoras del revestimiento protector no cambiarán como resultado de la múltiple polarización y despolarización dentro de la escala anterior de potenciales y temperaturas.

De esta manera, la anterior descripción y los ejemplos citados demuestran que un colector de corriente de la presente invención exhiben alta eficiencia operacional cuando se usan capacitores electroquímicos que tienen al menos un electrodo a base de carbono y un electrolito de ácido sulfúrico acuoso. Sin embargo, se debe entender también por alguien capacitado en la técnica que un colector de corriente de la presente invención no está limitado a esta aplicación y puede, de hecho, encontrar utilidad en otros capacitores electroquímicos. Por ejemplo, y sin limitación, se nota que un colector de corriente de la presente invención puede usarse en los colectores de corriente tanto de electrodos positivos como negativos de un capacitor electroquímico simétrico con electrolito alcalino. De una manera similar, también es posible usar un colector de corriente de la presente invención (hecho de Ni) en los electrodos positivos y negativos de un capacitor electroquímico simétrico C/KOH/C. Más aún, un colector de corriente de la presente invención también se puede usar con los electrodos negativos (que tengan una base conductora de Ni, Cu, Fe y otros metales) de capacitores electroquímicos de un sistema Ni(OH)2/KOH/C. Además, se nota además que una capa protectora de acuerdo con la presente invención puede usarse para proteger una base conductora de colector de corriente (particularmente una base conductora de aluminio) tanto de un capacitor como de una batería de almacenamiento que tenga un electrolito no acuoso.

Por lo tanto, aunque ciertas modalidades de la presente invención se describen en detalle arriba, el alcance de la invención no debe considerarse limitado por esta descripción, y son posibles modificaciones sin alejarse del espíritu y la invención como el que se evidencia por las siguientes reivindicaciones.

Claims (63)

REIVINDICACIONES

1 . Un colector de corriente para capacitor, caracterizado porque comprende: una base conductora y un revestimiento protector que cubre al menos parte de la base conductora, el revestimiento protector comprende un compuesto conductor que incluye un polvo de carbono conductor y un aglutinante polimérico, el revestimiento protector evita sustancialmente que un electrolito de solución acuosa de ácido sulfúrico haga contacto con una porción de la base conductora cubierta por el revestimiento protector.

2. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la base conductora comprende plomo.

3. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la base conductora comprende aleación de plomo.

4. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la aleación de plomo comprende plomo y estaño.

5. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la base conductora se selecciona del grupo que consiste en níquel, cobre, hierro y aluminio.

6. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el revestimiento protector exhibe conductividad tipo p.

7. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el aglutinante polimérico es resistente a un electrolito de ácido sulfúrico acuoso.

8. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el aglutinante polimérico comprende perclorovinilo.

9. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material compuesto conductor se aplica a la base conductora como una pasta.

10. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material compuesto conductor incluye también uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en un plastificante, un solvente, un dispersante, un agente humectante y un agente contra la formación de espuma.

1 1 . El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el capacitor es un capacitor electroquímico de doble capa eléctrica.

12. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado porque el capacitor es un supercapacitor electroquímico heterogéneo.

13. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado porque el capacitor es un supercapacitor electroquímico simétrico.

14. Un colector de corriente para usarse en un capacitor electroquímico que tiene un electrolito de ácido sulfúrico acuoso, caracterizado porque comprende: una base conductora de plomo o una aleación de plomo y una capa protectora que reside sobre la base conductora, la capa protectora está construida de una o más capas de uno o más materiales de revestimiento protector, cada material de revestimiento protector comprende un compuesto conductor que incluye un polvo de carbono conductor y un aglutinante polimérico; en donde cada capa de material de revestimiento protector se somete a un proceso de evaporación de solvente y a un proceso de tratamiento térmico antes de la deposición de una capa subsecuente de material de revestimiento protector y en donde la capa protectora resultante es sustancialmente no porosa y evita que el electrolito de ácido sulfúrico acuoso haga contacto con la base conductora, evitando de esta manera la oxidación de la base conductora por el electrolito de ácido sulfúrico acuoso.

15. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la capa protectora exhibe conductividad tipo p.

16. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el aglutinante polimérico es resistente al electrolito de ácido sulfúrico acuoso.

17. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el aglutinante polimérico comprende perclorovinilo.

1 8. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material compuesto conductor se aplica a la base conductora como una pasta.

19. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material compuesto conductor incluye también uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en un plastificante, un solvente, un dispersante, un agente humectante y un agente contra la formación de espuma.

20. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el capacitor es un capacitor electroquímico de doble capa eléctrica.

21 . El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el capacitor es un supercapacitor electroquímico heterogéneo.

22. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el capacitor es un supercapacitor electroquímico simétrico.

23. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el revestimiento protector se forma a partir de varias capas, la primera capa de las cuales comprende un compuesto conductor que exhibe adecuada adherencia a una base conductora a base de plomo.

24. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 23 , caracterizado porque la primera capa del material de revestimiento protector tiene un espesor de aproximadamente 0.5- 1 .0 µm.

25. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el revestimiento protector se forma a partir de varias capas, cada una de las cuales tiene un espesor sustancialmente igual.

26. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque cada capa de material compuesto conductor es sujeta a un proceso de evaporación de solvente y a un proceso de tratamiento químico antes de la deposición de una capa subsecuente de material compuesto conductor.

27. El colector de corriente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el polvo de carbono conductor tiene tamaño de partícula de entre aproximadamente 300-500Á antes de que el compuesto conductor se aplique a la base conductora.

28. Un método para producir un colector de corriente para capacitor que es resistente a electrolitos ácidos, caracterizado porque comprende: proporcionar una base conductora formada de un material eléctricamente conductor; revestir al menos ciertas superficies de la base conductora con un material de revestimiento protector que comprenda un compuesto conductor que incluya un polvo de carbono conductor y un aglutinante polimérico; someter el material de revestimiento protector a una etapa de evaporación de solvente y someter el material de revestimiento protector a una etapa de tratamiento térmico.

29. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la base conductora comprende plomo o una aleación de plomo.

30. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la base conductora se selecciona del grupo que consiste en níquel, cobre, hierro y aluminio.

3 1 . El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el material de revestimiento protector exhibe conductividad tipo p.

32. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el aglutinante polimérico es resistente a un electrolito de ácido sulfúrico acuoso.

33. El método de conformidad . con la reivindicación 32, caracterizado porque el aglutinante polimérico comprende perclorovinilo.

34. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el material de revestimiento protector se aplica a la base conductora como una pasta.

35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la pasta incluye además uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en un plastificante, un solvente, un dispersante, un agente humectante y un agente contra la formación de espuma.

36. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el polvo de carbono conductor tiene un tamaño de partícula de menos de aproximadamente 500Á.

37. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la pasta es homogeneizada después de la mezcla.

38. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la pasta se filtra antes de su aplicación a la base conductora.

39. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque el material de revestimiento protector se somete a una etapa de evaporación de solvente después de la deposición en la base conductora.

40. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la etapa de evaporación de solvente comprende secado al aire.

41 . El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el material de revestimiento protector es secado al aire durante aproximadamente dos horas.

42. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque comprende además someter el material de revestimiento protector a una etapa de tratamiento térmico subsecuente a la etapa de evaporación de solvente.

43. El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque más de una capa de uno o más materiales de revestimiento protector se aplica a la base conductora.

44. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque cada capa del material de revestimiento protector se somete a una etapa de evaporación de solvente y a una etapa de tratamiento térmico antes de la deposición de una capa subsecuente de material de revestimiento protector.

45. El método de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la temperatura asociada con la etapa de tratamiento térmico para cada capa del material de revestimiento protector es sustancialmente la misma.

46. El método de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la temperatura asociada con la etapa de tratamiento térmico para una primera capa del material de revestimiento protector es diferente de la temperatura asociada con la etapa de tratamiento térmico para capas adicionales del material de revestimiento protector.

47. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque una primera capa del material de revestimiento protector se selecciona con base en sus propiedades adhesivas con respecto al material base conductor particular al cual será aplicada.

48. Un método para producir un colector de corriente para capacitor que es resistente a electrolitos ácidos, caracterizado porque comprende: proporcionar una base conductora formada a partir de plomo o una aleación de plomo; formar una capa protectora sobre la base conductora al revestir al menos ciertas superficies de la base conductora con una o más capas de uno o más materiales de revestimiento protector, cada uno de los cuales comprende un compuesto conductor que incluye un polvo de carbono conductor y un aglutinante polimérico, y someter cada capa del material de revestimiento protector a una etapa de evaporación de solvente y a una etapa de tratamiento térmico antes de la descomposición de cualquier capa adicional del material de revestimiento protector; en donde la capa protectora resultante es sustancialmente no porosa y evita que el electrolito de ácido sulfúrico acuoso haga contacto con la base conductora, evitando de esta manera la oxidación de la base conductora por el electrolito de ácido sulfúrico acuoso.

49. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el material de revestimiento protector exhibe conductividad tipo p.

50. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el aglutinante polimérico es resistente a un electrolito de ácido sulfúrico acuoso.

51 . El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el aglutinante polimérico comprende perclorovinilo.

52. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el material de revestimiento protector se aplica a la base conductora como una pasta.

53. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la pasta incluye además uno o más componentes seleccionados del grupo que consiste en un plastificante, un solvente, un dispersante, un agente humectante y un agente contra la formación de espuma.

54. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque el polvo de carbono conductor tiene un tamaño de partícula de menos de aproximadamente 500Á.

55. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la pasta es homogeneizada después de la mezcla.

56. El método de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la pasta se filtra antes de su aplicación a la base conductora.

57. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque cada capa de material de revestimiento protector se somete a una etapa de evaporación de solvente después de su deposición en la base conductora.

58. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque la etapa de evaporación de solvente comprende secado al aire.

59. El método de conformidad con la reivindicación 58, caracterizado porque el material de revestimiento protector es secado al aire durante aproximadamente dos horas.

60. El método de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque comprende además someter cada capa del material de revestimiento protector a una etapa de tratamiento térmico subsecuente a la etapa de evaporación de solvente.

61 . El método de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque la temperatura asociada con la etapa de tratamiento térmico para cada capa del material de revestimiento protector es sustancialmente la misma.

62. El método de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizado porque la temperatura asociada con la etapa de tratamiento térmico para una primera capa del material de revestimiento protector es diferente de la temperatura asociada con la etapa de tratamiento térmico para capas adicionales del material de revestimiento protector.

63. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque una primera capa del material de revestimiento protector se selecciona con base en sus propiedades adhesivas con respecto al material de base conductora a base de plomo al cual será aplicada.