MX2014010616A - Construccion de baterias de plomo-acido mejoradas. - Google Patents

Abstract

Se describen baterías que comprenden una construcción de electrodo de fibra de carbono de la invención y tienen DCA y/o CCA mejorados, y/o pueden mantener la DCA con un número de incremento de ciclos de carga-descarga, y de esta manera pueden ser particularmente adecuadas para el uso en vehículos híbridos.

Description

CONSTRUCCION DE BATERIAS DE PLOMO-ACIDO MEJORADAS Campo de la Invención La invención se refiere a una construcción de baterías mejoradas para baterías de plomo-ácido particularmente pero no exclusivamente baterías automotrices para vehículos híbridos .

Antecedentes de la Invención Una batería de Pb-ácido almacena y libera energía por reacción (es) electroquímica (s) en las superficies de sus electrodos. Cada celda en el estado completamente cargado contiene electrodos de plomo elemental (Pb) y dióxido de plomo (IV) (PbÜ2) en un electrolito de ácido sulfúrico diluido (H2SO4) . En el estado descargado ambos electrodos se vuelven sulfato de plomo (II) (PbS04) y el electrolito pierde su ácido sulfúrico disuelto y se vuelve principalmente agua. En la construcción de placa empastada cada placa consiste de una rejilla de plomo rellenada inicialmente con una pasta que comprende una mezcla de óxido de plomo (Pb y PbO) y ácido sulfúrico diluido. Esta construcción permite que el ácido en la pasta reaccione con el óxido de plomo dentro de la placa durante la formación de la celda (primer ciclo de carga y descarga durante el cual las ligaciones se presentan entre las partículas vecinas) , incrementándola conductividad Ref. 250821 eléctrica y el área de superficie activa y de esta manera la capacidad de la batería. La pasta también puede contener negro de carbón, blanco fijo (sulfato de bario fino) y 1ignosulfonato .

La hibridación vehicular conducida al incrementar la demanda mundial para reducir las emisiones automotrices y/o economía de combustible incrementada coloca la demanda incrementada en las baterías de vehículo, que son más comúnmente baterías de Pb-ácido. Por ejemplo, la Unión europea ha establecido un objetivo de emisiones a largo plazo de no más de 95 g de dióxido de carbono/km para ser alcanzado por el año 2020 para nuevos vehículos.

Muchos vehículos nuevos accionados por motor de combustión interna (petróleo, diésel, o gas) también tienen funcionalidad de eliminación de inactividad-el motor se arregla para apagarse cuando el vehículo está estacionario o viajando a baja velocidad. Tales vehículos son referidos como vehículos de parada-arranque o vehículos microhíbridos . Cada reinicio del motor extrae energía de la batería y si esto se presenta se puede reemplazar más energía rápidamente al recargar, durante solo períodos de encendido de motor relativamente breves en el tráfico suburbano por ejemplo, la carga de la batería (o estado de carga) no se mantendrá. La corriente también se extrae de la batería durante períodos en los cuales el motor de vehículo se apaga para mantener otras funcionalidad den el vehículo tales como aire acondicionado, radio etcétera (referidas como "cargas de hotel"). La carga de la batería puede reducirse suficientemente que el sistema de gestión de batería del vehículo entonces anulará la funcionalidad de eliminación de inactividad para prevenir cualquier parada-arranque del motor adicional hasta que el estado de carga de la batería se haya recuperado. De esta manera para mantener la carga de la batería en aún por ejemplo tráfico suburbano pesado una batería para tal vehículo de parada-arranque o micro-híbrido debe tener una tasa de aceptación de carga dinámica alta (DCA, por sus siglas en inglés) , que se refiere a la tasa en la cual una batería aceptará la carga.

Los vehículos con un nivel más alto de hibridación incluyendo vehículos que comprenden tanto un motor de combustión interna como un motor eléctrico comprenden típicamente frenado regenerativo, en el cual la fuerza de frenado se aplica por un generador a la energía eléctrica a la cual se almacena en la batería del vehículo. La batería del vehículo se cambia solo por corriente del frenado regenerativo durante períodos de tiempo en los cuales el motor de combustión interna que también acciona un generador (que en este punto incluye un alternador) no está operando. Bajo frenado regenerativo se suministran corrientes de carga relativamente alotas a la batería del vehículo por períodos de tiempo cortos y de esta manera las baterías para los vehículos híbridos con frenado regenerativo también deben tener DCA alta. Los vehículos completamente eléctricos también comprenden frenado regenerativo.

El sistema de carga de un vehículo híbrido se arregla para utilizar el generador accionado por motor para mantener el estado de carga de la batería del vehículo en menor que la carga completa tal como por ejemplo aproximadamente 80% de carga, de modo que existe generalmente capacidad disponible para aceptar la energía de carga adicional del frenado regenerativo. Sin embargo, la DCA de la batería entonces disminuye típicamente a través del tiempo con el número de incremento de ciclos de descarga y carga (a menos que la carga completa) , con baterías AGM que operan típicamente a aproximadamente 0.1 a 0.3 A/Ah (o 0.1 a 0.3C) dentro de algunos miles de ciclos. Esta pérdida en la aceptación de carga reduce la capacidad de ahorro del combustible del vehículo; los fabricantes de autos desean idealmente una batería que pueda aceptar hasta 2A/ah, o aún 3 A/Ah durante un período de 5 a 10 segundos para maximizar el potencial de ahorro de combustible de las funciones de arranque/parada y frenado regenerativo. Sin embargo, cualquier mejora por arriba de 0.1 a 0.3A/Ah es una mejora valiosa. Típicamente, el sistema de carga de un vehículo híbrido se arregla para permitir que la batería se descargue y luego (usando el generador accionado por motor) cargue la batería. Generalmente, el sistema de gestión de batería del carro cargará de manera periódica completamente la batería (o "pre-acondicionará" la batería) para restaurar la DCA de la batería, tal como cada tres meses. Una batería de Pb-ácido ideal, particularmente para un vehículo híbrido, mantendrá la DCA sin requerir carga completa periódica, o por lo menos mantendría una tasa más alta de DCA entre ciclos de reacondicionamiento .

En una batería de Pb-ácido la DCA se determina principalmente por la reacción de carga en el electrodo negativo .

Una batería también debe cumplir otros requisitos, tal como tener una densidad de energía volumétrica alta. La densidad de energía volumétrica (VED, por sus siglas en inglés) se refiere a la energía suministrada por volumen unitario del electrodo. Un sistema de batería Pb-ácido cerrado también debe tener bajo consumo de agua. Y una batería automotriz en particular debe ser capaz de suministrar alta corriente para el arranque del motor, a baja temperatura. Una prueba de amperios de arranque en frío (CCA, por sus siglas en inglés) prueba la capacidad de una batería para hacerlo.

La patente de E.U.A. No. 7569514 describe la utilización de carbón activado como un electrodo en una batería de esterilla de vidrio absorbida para superar la sulfatación para incrementar de esta manera la aceptación de carga dinámica de la batería.

La Patente de E.U.A. No. 4429442 describe una placa de batería de plomo-ácido que comprende una rejilla de metal y más activa y una capa de material fibroso de carbono en el lado de la masa activa para mejorar la integridad mecánica de la masa activa.

La Patente de E.U.A. No.4342343 describe una placa de batería de almacenamiento de plomo-ácido negativa con fibras de carbono interconectadas sobre la superficie de una placa empastada. Durante la fabricación se mejora la capacidad de formación al asegurar las fibras a un portador de papel y luego al prensar el miso a la placa.

La Patente de E.U.A. No. 6617071 describe un electrodo que tiene una matriz polimérica conductiva formada sobre la superficie de una placa de rejilla donde la matriz polimérica conductiva comprende partículas superfinas o de nanoescala de material activo.

La publicación de solicitud de patente internacional de los inventores WO2011/078707 describe una batería de plomo-ácido que comprende como un colector de corriente un material fibroso conductivo de filamentos con bajo espaciamiento interfibras y cadenas de conducción e partículas basadas en Pb unidas a las fibras, que proporciona un desempeño de batería mejorado particularmente DCA.

Breve Descripción de la Invención Es un objetivo de por lo menos algunas modalidades de la invención proporcionar electrodos mejorados o por lo menos alternativos y/o celdas y/o baterías particularmente pero no necesariamente inclusivas adecuadas para el uso en vehículos híbridos, y/o métodos para fabricar las mismas.

En términos generales en un aspecto la invención comprende una batería de plomo-ácido o celda que incluye por lo menos un electrodo (no compuesto o compuesto) que comprende como un colector de corriente un material fibroso conductivo que comprende, cuando se carga completamente, porosidad (que es el volumen fraccional ocupado por los poros entre el plomo y las fibras conductivas) de entre aproximadamente por lo menos aproximadamente 0.3, y una relación de carga de masa de plomo (en cualquier forma) a la masa de las fibras conductivas, cuando se convierte a relación de volumen, en el intervalo de aproximadamente 0.7:1 o aproximadamente 1:1 a aproximadamente 15:1 o aproximadamente 10:1 (cada uno sobre por lo menos una fracción mayor de electrodo y de manera preferente sobre sustancialmente todo el electrodo) .

En términos generales, en otro aspecto la invención comprende un método para fabricar una batería de plomo-ácido o celda que incluye formar por lo menos un electrodo (no compuesto o compuesto) que comprende como colector de corriente un material fibroso conductivo que comprende cuando se carga completamente, porosidad (que es el volumen fraccional ocupado por los poros entre el plomo y las fibras conductivas) de por lo menos aproximadamente 0.3 y, una relación de carga de masa de plomo a la masa de fibras conductivas, cuando se convierte a relación en volumen en el intervalo de aproximadamente 0.7:1 o aproximadamente 1:1 a aproximadamente 15:1 o aproximadamente 10:1.

En algunas modalidades, la porosidad está entre aproximadamente 0.3 y aproximadamente 0.9, aproximadamente 0.3 y aproximadamente 0.85, de manera más preferente entre aproximadamente 0.3 y aproximadamente 0.8, de manera más preferente entre aproximadamente 0.5 y aproximadamente 0.98, de manera preferente además entre aproximadamente 0.8 y aproximadamente 0.95.

En algunas modalidades, la relación de carga de volumen del material activo cuando se convierte a Pb a las fibras conductivas es entre aproximadamente 0.7:1 o aproximadamente 1:1 y aproximadamente 7:1, o aproximadamente 1.5:1 y aproximadamente 5:1, o aproximadamente 2:1 y aproximadamente 4:1.

Típicamente, la porosidad puede presentarse como corredores para formarse entre el plomo y el carbón para permitir que las partículas de plomo se forme entre cada una de las fibras de carbono. En algunas modalidades el espaciamiento promedio entre las fibras conductivas es entre aproximadamente 0.5 y aproximadamente 10, de manera más preferente entre aproximadamente 1 y aproximadamente 5 diámetros de fibra. En algunas modalidades, el espaciamiento interfibra promedio entre las fibras es menor que 50 mieras o menor que 20 mieras. De manera preferente, el espaciamiento interfibra promedio es sobre por lo menos una fracción mayor del material y de manera más preferente sobre sustancialmente todo el material. En modalidades preferidas el diámetro de fibra promedio es menor que aproximadamente 20 o menor que aproximadamente 10 mieras.

En términos generales, en otro aspecto la invención comprende una batería de plomo-ácido o celda que incluye por lo menos un electrodo (no compuesto o compuesto) que comprende como un colector de corriente un material de fibra conductivo que comprende, cuando se carga completamente, porosidad (que es el volumen fraccional ocupado por los poros entre el plomo y las fibras conductivas) de por lo menos aproximadamente 0.3 y una relación de carga del volumen de plomo (en cualquier forma) al volumen de las fibras conductivas (cada una sobre por lo menos una fracción mayor del electrodo) que conjuntamente definen un punto en una gráfica de porosidad (eje x) contra relación de carga del volumen de plomo al volumen de las fibras conductivas (eje y) que se encuentra dentro de una área definida por una línea en la gráfica de un valor de porosidad de eje x de aproximadamente 98% con una inclinación de aproximadamente -1/0.02 y la otra línea en la gráfica, un valor de porosidad de eje x de aproximadamente 70% con una inclinación de aproximadamente -1/0.3.

En algunas modalidades, la porosidad y la relación de carga de masa de plomo a la masa de fibras conductivas cuando se convierte a relación de volumen definen conjuntamente un punto en la gráfica que se encuentra dentro de una área definida por una línea de un valor de porosidad de eje x de aproximadamente 97% con una inclinación de aproximadamente -1/0.03 y otra línea de un valor de porosidad de eje x de aproximadamente 80% con una inclinación de aproximadamente -1/0.2, o una área definida por una línea de un valor de porosidad de eje x de 96% con una inclinación de -1/0.04 y otra línea de un valor de porosidad de eje x de 85% con una inclinación de aproximadamente -1/0.15.

En términos generales, en otro aspecto la invención comprende una batería de plomo-ácido o celda que incluye por lo menos un electrodo (no compuesto o compuesto) que comprende como un colector de corriente un material de fibra de carbono que tiene una fracción de volumen de fibra de carbono de menor que 40%, y una relación de carga del volumen del plomo (en cualquier forma) al volumen de las fibras de carbono mayor que 0.5 (cada uno sobre por lo menos una fracción mayor del electrodo y de manera más preferente sobre sustancialmente todo el electrodo) .

En algunas modalidades, la fracción de volumen de carbono de menor que 30%, y la relación carga de masa de plomo a las fibras de carbono convertida a la relación de volumen es mayor que 0.7, o la fracción de volumen de fibra de carbono es menor que 20% y la relación de carga de masa del plomo a las fibras de carbono convertida a la relación de volumen es mayor que 1:1.

En términos generales, en otro aspecto la invención comprende una batería de plomo-ácido o celda que incluye por lo menos un electrodo (compuesto) que comprende como un colector de corriente un material fibroso conductivo, y que comprende una rejilla de metal, el electrodo que comprende también una masa activa de electrolito generador de corriente por lo menos 20% del cual está en el material fibroso conductivo .

En algunas modalidades, por lo menos 40%, 50%, 80%, o no más de 80% de la masa activa está en el material fibroso conductivo. De esta manera menor que 80%, 60%, 50%, o 20% de la masa activa se pueden dispersar en la rejilla del metal.

En algunas modalidades, el material fibroso conductivo comprende un material de fibra de carbono y la rejilla de metal comprende una rejilla de plomo.

En algunas modalidades, el material fibroso conductivo está presente como múltiples capas por lo menos uno en cualquier lado de la rejilla de metal. Alternativamente, el material fibroso conductivo está presente como una sola capa en un lado de la rejilla de metal.

La rejilla de metal puede tener un área de superficie superficial similar o ser de dimensiones de altura y anchura similares particularmente en un plano mayor, al elemento (s) de material fibroso conductivo pero en modalidades alternativas la rejilla de metal puede tener dimensiones más pequeñas por ejemplo de dimensiones de altura y anchura más pequeñas, y pueden comprender por ejemplo una tira de plomo más reducida entre dos capas de fibra de carbono más grandes en cualquier lado de la misma.

La capa(s) de fibra de carbono se conectan conductivamente a la rejilla de metal de modo que la rejilla recibe corriente de la capa(s) de fibra de carbono y conecta el electrodo externamente del mismo.

El material fibroso conductivo puede ser un material tejido (que comprende fibras de urdimbre y trama de intercepción), un material tricotado o un material no tejido tal como un material de fieltro. El electrodo o electrodos positivos, el electrodo o electrodos negativos, o ambos se pueden formar de una o más capas del material fibroso conductivo. De manera preferente, la densidad del material fibroso conductivo es también más ligera que aquella del plomo. El material colector de corriente puede comprender un material de fibra de carbono tal como una tela de fibra de carbono tejida o tricotada o de fieltro o no tejida. El material de colector de corriente de fibra de carbono se puede tratar con calor a temperatura suficiente para incrementar su conductividad eléctrica. El tratamiento térmico puede ser mediante descarga de arco eléctrico. Típicamente, el material fibroso conductivo tiene dimensiones de longitud y anchura en un plano mayor del material y profundidad perpendicular al plano mayor del material. El material fibroso de colector de corriente puede tener una profundidad promedio del material del por lo menos 0.2mm o por lo menos lmm y/o menor que 5 mm o 3 mm o 2mm. El colector de corriente puede comprender múltiples capas del material fibroso conductivo. El material de colector de corriente tiene resistividad volumétrica menor que 10 O mm y de manea preferente menor que 1 O mm o 0.1 O mm.

En términos generales, en otro aspecto la invención comprende una batería de plomo-ácido o celda que incluye por lo menos un electrodo que comprende como un colector de corriente o un material conductivo, y que comprende una rejilla de metal, el electrodo también comprende una masa activa de electrolito generador de corriente, el material fibroso conductivo que tiene una resistividad volumétrica de menor que 10 O mm.

En por lo menos algunas modalidades, las celdas y/o baterías que comprenden una construcción de electrodo de la invención pueden tener tanto DCA como CCA mejoradas o relativamente altas, y/o pueden mantener la DCA o una tasa más alta de DCA con un número de incremento de ciclos de carga-descarga, y de esta manera pueden ser particularmente adecuadas para el uso en vehículos híbridos. Las celdas y/o baterías de la misma y otras modalidades de la invención también pueden o tener alternativamente un consumo de agua reducido y/o una VED relativamente alta y/o vida de batería mejorada .

El término "que comprende" como se utiliza en esta especificación significa "que consiste por lo menos en parte de" . Cuando se interpreta cada declaración en esta especificación que incluye el término "que comprende" , las características diferentes a aquellas o aquellas precedidas por el término también pueden estar presentes. Los términos relacionados tal como "comprenden" y "comprende" se van a interpretar de la misma manera.

Breve Descripción de las Figuras La invención se describe adicionalmente con referencia a las figuras acompañantes por medio de ejemplo en donde: La Figura 1 es una gráfica de la relación de material activo a carbono (relación volumétrica) contra porosidad, para varios poros negativos utilizados en una celda de ácido-plomo, todos constituidos de material activo cargado en una matriz de carbono, la Figura 2 es una gráfica de áreas de relación de material activo a carbono (relación volumétrica) contra porosidad, que también incluye los diversos electrodos en la Figura 1, la Figura 3A muestra esquemáticamente un electrodo de fibra de carbono con una agarradera de metal para conexión externa del electrodo formado en el material de fibra de carbono por vaciado de troquel a presión, la Figura 3B muestra una agarradera de forma diferente con una adición de pestaña, y la Figura 3C muestra una sección transversal de múltiples capas de material de fibra de carbono con una agarradera, la Figura 4 muestra esquemá icamente un electrodo de una modalidad de la invención de un lado con un alambre de metal o cinta unida a un lado como un colector de corriente de macroescala , la Figura 5 es una sección transversal esquemática a través de un electrodo de una modalidad de la invención con un alambre de metal o cinta unida a un lado como un colector de corriente de macroescala, la Figura 6 es una sección transversal esquemática a través de un electrodo compuesto de dos secciones de material de electrodo de una modalidad de la invención con un alambre de metal o cinta incrustada o intercalada entre un colector de corriente de macroescala, la Figura 7 es una vista de sección transversal esquemática para ilustrar la división del fieltro para formar un material de electrodo de fibra de carbono de algunas modalidades de invención, la Figura 8 ilustra esquemáticamente una forma de reactor para la activación continua o semi-continua de un material de fibra de carbono para el uso como un material de colector de corriente de acuerdo con la invención, la Figura 9 es una vista esquemática de acercamiento de los electrodos y la ruta de material entre los electrodos del reactor de la Figura 8, la Figura 10 muestra un algoritmo de prueba DCA referido en la descripción subsecuente de trabajo experimental, la Figura 11 muestra el desempeño de la DCA de Tasa Alta de dos electrodos compuestos N359 y 371 referidos en la descripción subsecuente del trabajo experimental, la Figura 12 muestra el desempeño de CCA del electrodo N349 referido en la descripción subsecuente de trabajo experimental, como es probado utilizando SAE J537 en una alta tasa de 310 mA/cuadrado cm del área de superficie de electrodo que se orienta a otro electrodo, la Figura 13 muestra la corriente contra sobrepotencial de carga (Línea Tafel) del electrodo 411 referido en la descripción subsecuente de trabajo experimental, como es comparado con un electrodo tradicional, que muestra propiedades de consumo de agua similares, la Figura 14 muestra la corriente contra sobrepotencial de carga (Línea Tafel) del electrodo 305 referido en la descripción subsecuente del trabajo experimental, pero muestra menos propiedades de consumo de agua deseables de un electrodo tradicional, la Figura 15 muestra el desempeño de DCA de Tasa Alta del electrodo 409, un electrodo de 60mm de largo un colector de corriente de alambre, referido en la descripción subsecuente del trabajo experimental, que muestra buen desempeño de DCA comparado con un electrodo tradicional, la Figura 16 muestra el desempeño de DCA de Tasa Alta del electrodo 356 mientras que 60mm de largo, con ningún colector de corriente de alambre, referido en la descripción subsecuente del trabajo experimental, que tiene desempeño de DCA menor que un electrodo con un colector de corriente de alambre, pero aún mejor que un electrodo tradicional, la Figura 17 muestra un desempeño de DCA de Tasa Alta para el electrodo 356 referido en la descripción subsecuente de trabajo experimental, después de los 35,000 ciclos iniciales (mostrados en la Figura 16) y reducido en longitud a 30mm, y luego sometido a prueba en la misma densidad de corriente de carga como en lo anterior, y muestra un desempeño de DCA excepcional, y la Figura 18 muestra el desempeño de DCA del electrodo 410 cuando utiliza la prueba Axion DCA, como es comparada con el desempeño de DCA típico de una batería de plomo-ácido tradicional .

Descripción Detallada de la Invención Con referencia a la Figura 1 que es una gráfica de la relación del material activo o carbono (relación volumétrica) contra porosidad, en una modalidad una batería de plomo-ácido o célula de acuerdo con la invención incluye por lo menos un electrodo que comprende, un colector de corriente un material fibroso conductivo que comprende porosidad (que es el volumen fraccional ocupado por los poros entre el plomo y las fibras conductivas) cuando se carga completamente de por lo menos aproximadamente 0.3, y una relación de carga de masa de plomo (en cualquier forma) a la masa de las fibras conductivas, cuando se convierte la relación de volumen en el intervalo de aproximadamente 0.7:1 o aproximadamente 1:1 a aproximadamente 15:1 o aproximadamente 10:1. (y asumiendo la conversión completa de todo el material activo a Pb cuando se carga completamente) . En algunas modalidades la porosidad es entre aproximadamente 0.3 y 0.9, entre aproximadamente 0.3 y aproximadamente 0.85, entre aproximadamente 0.3 y aproximadamente 0.80, entre aproximadamente 0.5 y aproximadamente 0.98, entre aproximadamente 0.7 y 0.95, entre aproximadamente 0.5 y 0.98, o entre aproximadamente 0.8 y aproximadamente 0.95, y la relación de carga de volumen del material activo cuando se convierte a Pb a fibras conductivas es entre aproximadamente 0.7:1 o aproximadamente 1:1 y aproximadamente 7:1, entre aproximadamente 1.5:1 y aproximadamente 5:1, o entre aproximadamente 2:1 y aproximadamente 3:1.

La relación de volumen del material activo a volumen de carbono se refiere al volumen del material activo que contiene Pb en la matriz fibrosa conductiva. Porosidad se refiere al volumen de huecos entre las partículas del material activo y la matriz fibrosa conductiva, dividido por el volumen total. La relación de volumen de sólidos contra la porosidad para una variedad de electrodos diferentes descritos en los ejemplos experimentales subsecuentes se muestra en la Figura 1. La Figura 1 permite porosidades de matriz diferentes, variación de grado de llenado de esta porosidad de matriz con material activo sólido por ejemplo en el empastado, y variación en el estado de carga. Cada línea se dibuja entre la relación de volumen y la porosidad para dos formas de extremo del material activo contenido en una matriz de carbono dada. Para un ciclado más electroquímico estas dos formas son Pb y PbSC . Los electrodos hechos con una matriz de carbono específica ocupan una sola línea en la gráfica, y pasan a través del punto de la porosidad de matriz sin material activo. El grado de carga de material activo (y la forma esta en por ejemplo PbSO4, o Pb) determina en qué punto en la línea (recta) el electrodo se representa (actualmente) al, tomar en cuenta las densidades diferentes de las diferentes formas, y que tanto de cada uno está presente. Por ejemplo, si la matriz se carga inicialmente con PbS04, y luego se carga completamente con Pb, esta formación es representada por el viaje a lo largo de una sección de la línea, "completamente descargada" a "completamente cargada". Si la matriz se carga inicialmente con PbO y luego se carga completamente para convertir este a Pb, entonces se dibuja una línea diferente para representar la ruta de PbO a Pb. Sin embargo después de estas primera conversión a Pb, la ruta seguirá en cualquier ciclado subsecuente seguirá la línea entre Pb y PbS04. De esta manera la descarga/carga de este punto de carga completo se representará por las rutas a lo largo de la misma línea como cuando se cargó inicialmente con PbS04. Solamente cuando se carga completamente (es decir, en 100% de Pb) el electrodo que utiliza PbO como el precursor representará en la línea de PbS04/Pb más útil y después es decir durante los ciclos adicionales, la ruta del electrodo estará en esa línea. Las líneas etiquetadas 349, 363, y 441 en la Figura 1 son para los electrodos la construcción de los cuales se describe en los ejemplos experimentales subsecuentes. Los puntos más inferiores de cada línea representan las condiciones donde todo el material activo cargado se ha convertido a Pb.

La porosidad dentro de los electrodos de una celda o batería de plomo-ácido es importante para tanto contener uno de los materiales ácidos (el ácido) como para permitir que los iones accedan a la superficie que suministra o acepta electrones. Los inventores expresan este volumen como la fracción del volumen total ("porosidad") de la parte del electrodo que contiene el electrolito. La relación de volumen de plomo a volumen de fibra conductiva tal como fibra de carbono se refiere al balance entre la materia (Pb) potencialmente capaz de producir carga o aceptarla, y la materia de la fibra conductiva tal como fibra de carbono que proporciona un conducto para los electrones y opcionalmente también una superficie catalítica para las reacciones electroquímicas. Esta relación se puede expresar como una relación de volumen. Tanto las relaciones de volumen como de masa se pueden calcular para el estado completamente cargado (donde solo existe el Pb) y el estado completamente descargado (solamente PbS04) . En el ciclado normal de carga y descarga, la descarga termina antes de reaccionar el 100% del P S04. Cualquier electrodo dado se puede caracterizar por dos parámetros: 1. la porosidad de matriz antes de la carga con el material activo (o más convenientemente la fracción de volumen de matriz que es 1 menos esta porosidad), y 2. La relación de volumen del material activo y la matriz de carbono cuando el material activo se ha convertido total a plomo. Un parámetro adicional se puede representar en la gráfica, la utilización de plomo para proporcionar la carga es la fracción de la ruta posible total viajada del Pb a PbSC>4 que el electrodo es capaz durante la descarga.

La relación de volumen que es de importancia para las tasas de reacción es la porosidad del material de electrodo y las partículas que contienen plomo. Esta porosidad es necesaria para permitir que los iones de ácido y Pb++ se difundan a y de la superficie de reacción.

La Figura 2 es similar a la Figura 1 pero también muestra líneas caracterizadas por ciertas fracciones de volumen de matriz de carbono que definen áreas de relación de material activo a carbono (relación volumétrica) contra porosidad. La línea al etiquetada C = 2 % se extiende de un valor de porosidad de eje x a 98% con una inclinación de -1/0.02 y la línea a2 C = 30 % se extiende desde un volumen de porosidad de eje x de 70% con una inclinación de -1/0.3. Los electrodos que cuando se cargan completamente, tienen una porosidad y una relación de carga de masa de plomo a la masa de fibras conductivas cuando se convierten a la relación de volumen que definen un punto en el área entre las líneas al y a2 son los electrodos de las modalidades de la invención.

La línea bl etiquetada C = 3 % se extiende desde un valor de porosidad de eje x de 97% con una inclinación de -1/0.03 y la línea b2 etiquetada C = 20 % se extiende desde un valor de porosidad de eje x de 80% con una inclinación de -1/0.2. Los electrodos que cuando se cargan completamente, tienen una porosidad y una relación de carga de masa de plomo a la masa de fibras conductivas cuando se convierten a la relación de volumen que define un punto en el área entre las líneas al y a2 son los electrodos de las modalidades preferidas de la invención.

La línea el etiquetada C = 4 % se extiende desde un valor de porosidad de eje x de 96% con una inclinación de -1/0.04 y la línea c2 etiquetada C = 15 % se extiende desde un valor de porosidad de eje x de 85% con una inclinación de -1/0.15. Los electrodos que cuando se cargan completamente, tienen una porosidad y una relación de carga de masa de plomo a la masa de fibras conductivas cuando se convierten a la relación de volumen que definen un punto en el área entre las líneas al y a2 son los electrodos de las modalidades más preferidas de la invención. En particular tales electrodos se pueden utilizar para formar celdas y/o baterías con tanto DCA como CCA mejoradas o relativamente altas, y también pueden tener un consumo de agua bajo, que son particularmente adecuadas para el uso en vehículos híbridos.

La inclinación de las líneas al y a2, bl y b2, y el y c2 se describe por la fórmula que se relaciona a la porosidad y relación de volumen del plomo al volumen de fibra conductiva: donde e es la porosidad, R es la relación de volumen de plomo a volumen de fibra conductiva, y fa es la fracción de volumen de la matriz de carbono. El punto más bajo en esta línea es aquel que describe la condición completamente de plomo, que los inventores pueden etiquetar como Rpb, &i>.

El desempeño del ciclado puede depender del mantenimiento de un tamaño de partícula adecuadamente pequeño para las partículas de Pb y PbS04 después de muchos ciclos. Este tamaño de partícula pequeño proporciona un área de superficie suficiente para suficiente disolución de PbS04 o pb en pb++ para dar las tasas y corrientes requeridas, cuando las partículas se acercan a una superficie de fibra de carbono, que cataliza las reacciones de creación de corriente. El tamaño de las partículas después de muchos ciclos se puede relacionar estrechamente al tamaño del espaciamiento interfibras entre las fibras conductivas, de modo que las partículas se ajusten entre ellas. De esta manera con fibras conductivas de diámetro más pequeño en la misma fracción de fibra de volumen total los espacios entre estas serán proporcionalmente más pequeños y también las partículas activas serán proporcionalmente más pequeñas. De esta manera las áreas de superficie más altas y las tasas más altas se pueden lograr con fibras más pequeñas.

En relación con la relación del tamaño de partícula a diámetro de la fibra conductiva, conforme el tamaño de la partícula cambia extensivamente durante el ciclado del electrodo, el tamaño de partícula final es de alguna manera independiente del tamaño de inicio. Sin embargo el tamaño de inicio se debe elegir suficientemente pequeño para ajustarse fácilmente entre las fibras, tal como o menor que aproximadamente 10 mieras para fibras de 7 u 8 mieras de diámetro por ejemplo. Se espera que la acción de erosión de cada fibra de carbono en las partículas de PbSC circundantes durante la carga mantenga a estas del crecimiento más grandes sobre muchos ciclos. De esta manera "la sulfatación" se puede reducir o evitar y se obtiene una vida de ciclo prolongada.

Como se establece el material fibroso conductivo puede ser un material tejido (que comprende fibras de urdimbre y trama de intersección) , un material tricotado, o un material no tejido tal como un material de fieltro. El material colector de corriente tiene preferiblemente resistividad volumétrica menor que 10 O mm y de manera preferente menor que 1 O mm o 0.1 O mm. El material puede comprender un material de fibra de carbono tal como una tela de fibra de carbono tejida o tricotada o no tejida o de fieltro. Los materiales no tejidos con fibra aleatoria se enredan en las intersecciones pueden ser ventajosas o los materiales tejidos con intersecciones regulares de fibras de urdimbre y trama en ángulos rectos .

El material de fibra de carbono puede comprender o ser derivado de rayón, poliacrilonitrilo, resina fenólica, o materiales de brea.

Típicamente el material fibroso conductivo tiene dimensiones de longitud y anchura en un plano mayor del material y un espesor promedio perpendicular al plano mayor del material, que puede ser por ejemplo de aproximadamente 0.2mm o aproximadamente lmm y/o menor que 5 mm o menor que 3mm o menor que 2mm.

En por lo menos algunas de las modalidades el material fibroso conductivo también tiene un espaciamiento promedio entre las fibras conductivas en el intervalo de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 10 veces o aproximadamente 1 y aproximadamente 5 veces el diámetro de fibra promedio, o menor que aproximadamente 20 mieras, o menor que aproximadamente 10 mieras, y un diámetro de fibra conductiva promedio menor que aproximadamente 10 mieras.

El material de electrodo plano de fieltro o no tejido se puede producir a un espesor muy bajo tal como por ejemplo 2.5 mm o menor espesor al dividir el material más grueso en plano. Es decir, el material se puede cortar en su plano una o más veces para dividir un material no tejido más grueso en múltiples láminas en longitud y anchura similares pero reduce el espesor a la lámina de inicio. Esto se ilustra esquemáticamente en la Figura 7 que muestra la cuchilla cortadora fina 60 que pasa continuamente alrededor y es accionadas por rodillos conductores 61 y 62, en el corte plano de la lámina de fieltro de carbono 63 en el lecho 64 para formar dos láminas de fieltro de carbono de la misma longitud y anchura pero la mitad de espesor. Cada lámina de carbono resultante se puede dividir adicionalmente en plano.

El material de fibra de carbono tejido se puede tejer de estopas de fibra de carbono que se han "roto por estiramiento" es decir una estopa (atado) de una gran variedad de filamentos de fibra de carbono continuos se estira después de la fabricación para romper los filamentos continuos individuales en filamentos más cortos y separar longitudinalmente los extremos de los filamentos en cada rompimiento, que tiene el efecto de reducir el conteo de filamentos de la estoma de fibra de carbono. La estopa de conteo de filamento reducido resultante se retuerce (similar a una cuerda) para mantener la integridad de la estopa. Por ejemplo, una estopa de 50,000 filamentos continuos se puede romper por estiramiento para producir una estopa mucho más larga compuesta de 600 filamentos individuales más cortos que luego se retuercen, por ejemplo.

En por lo menos algunas modalidades el material fibroso conductivo comprende filamentos de longitud promedio en el intervalo de 3 a 50 mm.

El electrodo o electrodos negativos, el electrodo o electrodos positivos, o ambos, de una celda o baterías se pueden formar como en lo anterior.

En modalidades preferidas las fibras de material de colección de corriente conductivas son inherentemente conductivas. En modalidades preferidas las fibras de electrodos son fibras de carbono. Sin embargo el material de fibra de carbono en algunas modalidades se puede tratar para incrementar la conductividad. En otras modalidades las fibras de electrodos pueden ser de un material de microescala menos conductivo, las fibras de las cuales se recubren con un recubrimiento conductivo o más conductivo. En algunas modalidades las fibras del material colector de corriente se puede recubrir con Pb o un material basado en Pb. Por ejemplo el electrodo o electrodos negativos se pueden recubrir con Pb y el electrodo (s) positivo recubrir con Pb y luego sobre el mismo con PbC .

De manera preferente el material colector de corriente y las fibras del mismo son flexibles, lo cual ayudará en adaptar los cambios de volumen del material activo unido al material colector de corriente durante el ciclo de la batería, y las fibras de microescala también pueden reforzar el material activo, ambas propiedades ayudan a reducir el rompimiento ("desprendimiento") del material activo del electrodo en uso.

En algunas modalidades, el material fibroso conductivo comprende el único colector de corriente del o cada electrodo.

Alternativamente, el o cada electrodo puede comprender una rejilla de metal también como un colector de corriente además del material fibroso conductivo de fibra de carbono. En modalidades preferidas el material fibroso conductivo comprende un material de fibra de carbono y la rejilla de metal comprende una rejilla de plomo. La capa(s) de fibra de carbono se conecta conductivamente a la rejilla de metal de modo que la rejilla recibe corriente de la capa(s) de fibra de carbono y conecta el electrodo externamente del mismo.

Los electrodos negativos o positivos o ambos de cada celda pueden comprender una rejilla de metal.

Donde el electrodo comprende una rejilla de metal de manera preferente por lo menos 20% de la masa activa de generador de corriente se dispersa a través del material fibroso conductivo. En modalidades preferidas por lo menos 40%, 50%, 80%, o más de 80% de la masa activa se dispersa en el material fibroso conductivo. De esta manera menor que 80%, 60%, 50%, o 20% de la masa activa puede dispersarse en la rejilla de metal (específicamente, dentro de sus aberturas).

En algunas modalidades, por lo menos 20% pero no más de 40% de la masa activa se dispersa a través del material fibroso conductivo.

En modalidades preferidas el material fibroso conductivo está presente como múltiples capas una o más en cualquier lado de la rejilla de metal. Alternativamente el material fibroso conductivo está presente como una sola capa en un lado de la rejilla de metal.

La rejilla de metal puede tener un área de superficie superficial similar o ser de dimensiones de altura y anchura similares particularmente en un plano mayor, al elemento (s) del material fibroso conductivo pero en modalidades alternativas la rejilla de metal puede tener dimensiones más pequeñas por ejemplo de dimensiones de altura y anchura más pequeñas, y puede comprender por ejemplo una tira de plomo más reducida entre dos capas de fibra de carbono más grandes en cualquier lado de la misma.

Típicamente durante la construcción de la batería o celda el material colector de corriente de microescala se impregna bajo presión con una pasta, que en una forma preferida comprende una mezcla de partículas de Pb y PbO de Pb y PbO de ácido sulfúrico diluido. Alternativamente la pasta puede comprender partículas de sulfato de plomo (PbSO.}) y ácido sulfúrico diluido. En algunas modalidades, la pasta en la impregnación en el electrodo comprende ácido sulfúrico diluido que comprende entre mayor que 0% y aproximadamente 5%, o entre 0.25% y aproximadamente 3%, o entre 0% y aproximadamente 2%, o entre 0.5 y 2.5% en peso de la pasta de ácido sulfúrico. Las partículas basadas en Pb pueden comprender partículas molidas o químicamente formadas que pueden tener un tamaño medio de 10 mieras o menos, suficientemente pequeñas para ajustarse fácilmente en espacios entre las fibras.

La pasta también puede contener opcionalmente otros aditivos tales como negro de carbón, sulfato de bario, y/o un expansor tal como lignosulfonato . El sulfato de bario actúa como un cristal semilla para la cristalización del sulfato de plomo, promoviendo la reacción del plomo al sulfato de plomo. Un expansor ayuda a prevenir la aglomeración de las partículas de sulfato en la placa negativa, por ejemplo forma una masa sólida de sulfato de plomo durante la descarga.

Por ejemplo un expansor puede comprender entre aproximadamente 0.05% a aproximadamente 0.25% o aproximadamente 0.09 a 0.2% o aproximadamente 0.09 a 0.17% en peso de la pasta en la impregnación. Se ha descubierto que la inclusión de un compuesto expansor en la pasta puede tener un efecto benéfico en el desempeño de CCA pero un efecto negativo en el desempeño de OCA. Convencionalmente un expansor en una concentración de aproximadamente 0.2% o más se agrega a la pasta. Se ha descubierto que una concentración de expansor de entre aproximadamente 0.09% a aproximadamente 0.15% en el peso de la pasta en la impregnación puede lograr un buen desempeño tanto de DCA como de CCA.

La pasta también puede comprender Ag, Bi, Zn, o un compuesto de cualquiera de los mismos como un agente anti-formación de gases.

La pasta puede tener una viscosidad relativamente baja por ejemplo fluye antes que ser de auto-soporte en una superficie horizontal bajo gravedad, en la impregnación en el material de electrodo. De manera preferente la pasta tiene una consistencia cremosa. Se ha descubierto que esto se logra donde la pasta en la impregnación en el electrodo comprende (mayor que 0 pero) menor que 5% en peso del ácido sulfúrico diluido .

Para ayudar a la impregnación del material de electrodo por la pasta en una vibración de frecuencia baja por ejemplo menor que 2kHz o menor que 1kHz o en el intervalo de 50 a 500 Hz se puede aplicar a la pasta o al material de electrodo o ambos. También se ha descubierto que es útil cuando se mezcla las partículas basadas en Pb, ácido sulfúrico, y ácido sulfúrico diluido para formar la pasta, para ayudar al mezclado por vibración de la pasta durante el mezclado.

Durante la formación de la celda inicial (primer ciclo de carga y descarga durante el cual se forman ligaciones de partículas activas) después de la construcción de la celda o batería, la formación de las celdas se presenta primero al construir la red conductiva, tomando más del Pb del material activo negativo, construyendo normalmente sobre longitudes de varios milímetros (cadenas de conexión de tal vez mil o más partículas de tamaño de miera de extremo a extremo) . Esta etapa también produce partículas PbS04 pequeñas. Segundo, estas partículas más pequeñas se unen a esta red conductiva para proporcionar y recibir corriente. De acuerdo con la invención la rejilla de Pb se reemplaza o suplementa por un colector de corriente fibroso de microescala y la pasta comprende partículas de PbS04 o PbO o Pb (u otras partículas de compuestos de Pb) , requiriendo durante la formación sustancialmente solo la unión del Pb de estas partículas que contienen Pb a las fibras más cercanas en el material colector de corriente conductiva de microescala. Puede ser ventajoso que durante la formación la corriente de carga sea pulsada periódicamente.

El material colector de corriente fibroso se puede soportar mecánicamente y una estructura mecánica de soporte también puede proporcionar conexión eléctrica de cada electrodo a las terminales de la celda o batería (conexión de electrodo externas) . Por ejemplo una o más capas adyacentes cuadradas o rectangulares del material colector de corriente se pueden soportar para formar una placa de batería plana por una estructura de metal periférica en todos los lados o entre los elementos de la estructura de metal opuesta en dos lados opuestos. Alternativamente por ejemplo las placas positivas y negativas cilindricas concéntricas de cada celda pueden comprender reacciones cilindricas del colector de corriente de microescala soportado en cualquier extremo cilindrico por estructuras de metal circular. Generalmente todas las formas del conector externo son referidas en la presente como una "agarradera" .

La Figura 3A muestra esquemáticamente el electrodo de fibra de carbono tejida 50 con una agarradera de metal 51 para la conexión externa del electrodo formado en el material de fibra de carbono por vaciado de molde a presión, la Figura 3B muestra una agarradera de forma diferente con una adición de pestaña 53, y la Figura 3C muestra una sección transversal de múltiples capas de material de fibra de carbono con una agarradera. La agarradera se forma de metal tal como Pb o una aleación de Pb (en la presente ambas referidas como exclusivamente Pb) pero se pueden formar de otro material que conecta eléctricamente de manera preferente por penetración en y/o entre el material fibroso. De manera preferente la agarradera se extiende sustancialmente de manera completa a lo largo de un borde del electrodo. Por ejemplo si el electrodo tiene una forma cuadrada o rectangular la agarradera se extiende sustancialmente la longitud completa de un borde del electrodo. De manera preferente la agarradera no es sustancialmente más gruesa que el material de electrodo mismo.

En algunas modalidades sustancialmente todo o por lo menos una mayoría de los filamentos/fibras del material de electrodos se extiende continuamente a través del electrodo entre o una estructura de metal o elemento de estructura a los cuales ambos extremos o por lo menos un extremo de las fibras se/conectan eléctricamente. Una tela tejida de fibras continuas puede ser óptima.

La conexión eléctrica entre las fibras de carbono y la agarradera o estructura conductiva debe ser una unión de resistencia mínima y en una forma preferida cada extremo de fibra es circundado con un metal fundido que fija físicamente y conecta eléctricamente el extremo de la fibra a la estructura de metal, durante la construcción de la batería o celda. La estructura de metal o elementos de estructura se pueden formar al enfriar las tiras de metal fundidas a lo largo de uno o más bordes del material de electrodo para circundar e incrustar los extremos de la fibra. Opcionalmente las fibras o tela pueden continuar más allá de uno o más elementos de estructura en uno o más bordes para formar otro electrodo o sección de electrodo adyacente. De manera preferente sustancialmente todo o por lo menos una mayoría de las fibras de electrodo en una dirección o en el eje plano del material se conectan eléctricamente a un elemento de estructura de metal no más de 100 mm a 10 mm lejos de donde la fibra comienza en el material activo o en ambos bordes opuestos del material. Esta distancia o el tamaño o área de cada sección del material colector de corriente se determinan principalmente por la resistividad volumétrica del material colector de corriente en la dirección más conductora. Si solamente un borde de la tela se conecta eléctricamente a un elemento de estructura de metal, de manera preferente está dirección más conductora en la tela se alinea perpendicular al borde conectado para minimizar la resistencia total. Para permitir una densidad de corriente más alta en un electrodo sin perder significativamente la capacidad, la longitud de la tela del borde conectado puede ser de hasta aproximadamente 50 a 100 mm. Una estructura de metal puede comprender alternativamente una lámina de metal con aberturas, en uno o ambos lados del material, dejando las aberturas o ventanas con solamente fibras de carbono que llevan la corriente y la colectan del material activo que llevan. Por ejemplo una estructura de electrodo de 200 mm de altura, puede comprender dos ventanas de altura cada una de 100 mm, con una tela conductora dejada alrededor del borde de modo que la distancia más lejana de cualquier barra cruzada es de 50 mm. Para cada una de estas regiones de ventana, la tela de carbono se puede esparcir y unir dentro de las barras cruzadas de metal y dentro de los bordes .

La Figura 4 muestra esquemáticamente un electrodo 55 de un lado con una agarradera de metal 56 a lo largo de un borde similar a las Figuras 3A-3C. En esta modalidad el electrodo en uno o ambos lados de un material de fibra de carbono comprende un alambre o cinta de metal 57 unida de manera eléctrica conductivamente al material de electrodo 55 y a la agarradera 56, para proporcionar una ruta de colección de corriente de macro-escala adicional de la fibra de carbono a la agarradera de metal 56, además de las rutas de microescala a través del material de fibra de carbono mismo del electrodo. El alambre o cinta de metal se puede unir al material de electrodo por ejemplo al suturar o al coser con un hilo que no se disolverá en el electrolito, u otro material de ligación de batería de Pb-ácido inerte que mantendrá el colector de corriente en su lugar, tal como una resina, cemento o mezcla de tierra. El alambre o cinta de metal se puede pensar en el material de electrodo durante la fabricación. Alternativamente el alambre o cinta o similar se pueden soldar o imprimir sobre el material de electrodo de fibra de carbono. El alambre o cinta (s) de metal se puede arreglar en una forma sinuosa en uno o ambos lados del material de fibra de carbono como se muestra, extendiéndose continuamente entre la agarradera 56 en un borde del electrodo, en el cual el borde del alambre o cinta se conecta conductivamente a la agarradera 56 al ser incrustado en la agarradera, y en o hacia otro borde espaciado del electrodo como se muestra. Alternativamente el alambre o cinta se puede extender entre las agarraderas de metal a lo largo de los bordes opuestos del electrodo o una estructura alrededor del electrodo. Alternativamente nuevamente las longitudes separadas del alambre o cinta se pueden extender desde la agarradera en un borde a o hacia otro borde de electrodo, o alternativamente a través en macro-conductor de alambre o cinta como se describe puede comprender una malla de metal unida en uno o ambos lados del material de fibra de carbono.

La Figura 5 es una sección transversal esquemática a través de un electrodo 55 con un alambre o cinta de metal 56 unida a un lado del material de electrodo y la Figura 6 es una sección transversal esquemática a través de un electrodo compuesto de dos capas 55a y 55b del material de fibra de carbono con un alambre o cinta de metal 56 incrustada o intercalada entre el mismo. Las fibras de carbono con el alambre o cinta de metal entre los mismos se pueden comprimir conjuntamente durante la fabricación.

Si se forma de cobre el alambre o cinta o malla o similar incluyendo cualquiera de los extremos opuestos de los mismos se deben proteger de la oxidación dentro de la celda por el recubrimiento con plomo o titanio u otro metal inerte en el entorno de Pb-ácido, por ejemplo inmersión en caliente, extrusión, o electro enchapado. Los extremos del alambre o cinta o malla pueden terminar y ser incrustados en la agarradera o estructura periférica. Es importante que cuando el colector de corriente este en la superficie exterior del electrodo que actúa como el electrodo negativo el colector de corriente se protege de la oxidación anódica del electrodo positivo.

De manera preferente el alambre o cinta corre hacia abajo y hacia arriba de la longitud del electrodo con un espaciamiento igual a través de la anchura del electrodo sin puntos de cruce como se muestra en las Figuras 3A-3C, para evitar los puntos calientes locales que se presentan o la acumulación de calor en áreas particulares, y una colección de corriente uniforme a través del electrodo.

De manera preferente el alambre o cinta o malla o sistema colector de corriente de macro-escala similar es menor que aproximadamente 15% del volumen del electrodo (excluyendo la agarradera o estructura de metal circundante o similar) .

En algunas modalidades, los electrodos de la invención ya se compuestos (también incorporando una rejilla de metal) o no compuestos (sin una rejilla de metal) tienen un espesor (transversal a una longitud y anchura y en las dimensiones planas del electrodo) muchas veces tal como 10, 20, 50, o 100 veces menor que la o cualquier dimensión en plano del electrodo. El espesor del electrodo puede ser menor que 5 o menor que 3 mm por ejemplo. Cada una de las dimensiones de longitud y anchura en plano del electrodo puede ser mayor que 50 o 100 mm por ejemplo. Tales electrodos tienen una forma plana con bajo espesor. Una forma de electrodo compuesto de la invención puede comprender una rejilla de metal de espesor de aproximadamente 3.5mm mm o menor tal como aproximadamente 0.5mm mm de espesor, con una capa de fibra de carbono de espesor de aproximadamente 2 mm o menor tal como aproximadamente 0.3 mm de espesor en cualquier lado.

En formas preferidas el electrodo es sustancialmente plano y tiene una dimensión de una agarradera de metal para conexión externa a lo largo de por lo menos un borde de electrodo menor que 100 mm o menor que 70 mm, o menor que 50 mm, o aproximadamente 30 mm o menor por ejemplo (sin o con un colector de corriente de macro-escala) . Alternativamente tal forma plana se puede formar en un electrodo cilindrico por ejemplo.

El material de fibra de carbono para el uso como el material colector de corriente de electrodo se puede tratar térmicamente. El tratamiento térmico también puede incrementar la conductividad térmica del material, que debe ser suficiente para prevenir puntos calientes locales en el electrodo en uso. Las fibras de carbono están generalmente basadas en hidrocarburos y durante la fabricación se calientan a 1100 °C o más ("se carbonizan") . Para el uso como un material colector de corriente en las baterías o celdas de la invención, el material de fibra de carbono se puede calentar adicionalmente , generalmente en el intervalo de 2200 a 2800°C, para agrandar las regiones en el carbono que ya están aromáticas o grafiticas, incrementando la conductividad eléctrica. El tratamiento térmico para incrementar la conductividad eléctrica y/o térmica puede estar en un horno resistivamente calentado por ejemplo o puede ser por descarga de arco eléctrico donde además por lo menos algo o una fracción mayor de carbono no grafitico de las fibras de carbono, y no más de una fracción menor de carbono grafitico, se pueden evaporar.

El material colector de corriente de fibra de carbono se puede tratar con calor a una temperatura suficiente para incrementar su conductividad eléctrica. El tratamiento térmico puede ser por descarga de arco eléctrico. En ciertas modalidades el material de fibra de carbono se puede tratar por descarga de arco al mover el material de fibra de carbono dentro de una cámara de reacción ya sea a través de un arco eléctrico en un espacio entre dos electrodos o pasar un electrodo de modo que un arco eléctrico exista entre el electrodo y el material en una temperatura eficaz para activar el material. En la Figura 8, el número de referencia 1 indica una cámara de reactor en la cual el arco de descarga se crea. Los electrodos 2 y 3 se proyectan en la cámara del reactor 1 y se montan típicamente por los mecanismos de alimentación de electrodo 4 como son conocidos en la técnica, de modo que la posición del electrodo 3, que puede ser el ánodo, y el electrodo 2 que puede ser el cátodo (las posiciones del ánodo y cátodo se pueden revertir) , se pueden ajustar para crear el arco, y en operación para mantener o si se requiere ajustar el arco. Un sistema de enfriamiento 5 que consiste de serpentines de tubo de cobre se enrollan alrededor de cada uno de los electrodos a través de los cuales el agua se hace circular también se puede agregar para enfriar el electrodo (s) . El material de fibra de carbono 8 pasa entre los electrodos 2 y 3 y a través del arco durante la operación del reactor, como se muestra. Esto se muestra con más detalle en la Figura 9. La corriente debe ser suficiente para vaporizar el carbono grafitico pero no activar el modo de unión del arco localizado destructivo. La operación entre 10 A y 20 A es recomendada. El material puede entrar en la cámara del reactor a través de una hendidura 12 en la cámara del reactor y salir a través de una hendidura de salida similar 13 en la cámara del reactor en el otro lado de los electrodos. Se proporciona un mecanismo para alimentar el material a través de la cámara del reactor. Por ejemplo durante la operación del reactor el sustrato se puede desenrollar de un carrete 9 accionado por una caja de engranes que se acopla a un motor eléctrico con un sistema de control apropiado. Durante la operación el interior del reactor esta de manera preferente en o ligeramente arriba de la presión atmosférica, y el flujo de gas que sale del reactor a través de la hendidura 13 se extrae a través de una tolva de humos o filtro o similar. Un gas inerte tal como nitrógeno, argón o helio, por ejemplo se hace fluir a presión a través de la cámara de reacción, por ejemplo al introducir un flujo de gas controlado dentro de la recamara de reacción 1 a través de una de las aberturas 11 en la base del reactor. El ánodo así como el carrete que conduce la cinta se ponen a tierra. Cualquier mecanismo de captación para recolectar el sustrato después de que ha pasado a través de la cámara del reactor también se pone a tierra de manera preferente, como es también la carcasa del reactor. Con referencia a la Figura 9, puede ser preferible para un electrodo, que la figura es el ánodo 3, ser colocado para impactar sobre el sustrato 8 tal que el sustrato se tensiona contra aquel electrodo conforme el sustrato se mueve pasándolo como se muestra esquemáticamente. La descarga de arco eléctrico puede evaporizar una fracción mayor de carbono no grafitico y no más de una fracción menor de carbono grafitico del material de fibra de carbono. El método se puede llevar a cabo en presencia de un aditivo de metal introducido tal como un aditivo de Pb.

Un electrodo de microescala de acuerdo con la invención con un área de superficie de poro interna puede proporcionar suficiente capacitancia para agregar a la aceptación de cargas sobre y por arriba de la contribución electroquímica. Un área de electrodo que está bien humedecida por y accesible al electrolito ácido puede contribuir a más de un orden de capacitancia más grande de magnitud que aquella dada por el área de superficie total de un material activo convencional en el electrodo negativo de una batería de plomo-ácido. Puede tener suficiente capacidad de doble capa electrolítica para absorber o suministrar varios segundos de alta corriente. Alternativamente una batería de la invención puede comprender un electrodo de área de superficie alta separada, que puede comprender material de fibra de carbono tratado con arco como se describe en la presente, en paralelo al o cada electrodo de celda negativa o positiva, para agregar o incrementar capacitancia.

El tratamiento térmico por ejemplo por descarga de arco eléctrico puede incrementar el área de superficie del poro e incrementar la capacitancia. También al aplicar y luego al secar una solución de Pb(N03), sobre el material de fibra de carbono antes del tratamiento de arco puede incrementar el desarrollo del área de superficie (evidentemente a través de la oxidación) . Alternativamente, el material se puede activar por activación física tal como por vapor o dióxido de carbono a temperaturas de aproximadamente 1000°C, o por activación química mediante por ejemplo soluciones alcalinas. La activación crea típicamente poros de nanoescala y más típicamente de hasta 50 nm en diámetro, en el material, o sobre la superficie del material. Los materiales con poros extensivos más pequeños que aproximadamente 1 nm no pueden ser buenos conductores electrónicos . Los poros de 1 nm a aproximadamente 10 nm pueden proporcionar el área de superficie requerida para capacidad significativa, pero los poros bien distribuidos arriba de 10 nm también son necesarios para proporcionar un fácil acceso difusional de iones para la conductividad de electrolitos adecuada. También se requiere suficiente conductividad eléctrica dentro del sólido .

En algunas modalidades, el material de fibra de carbono tiene nanotubos de carbono (CNTs, por sus siglas en inglés) unidos al mismo. Los CNTs que llevan material se pueden producir por el tratamiento de descarga de arco eléctrico del material de fibra de carbono, o alternativamente por deposición de vapor químico en temperaturas más bajas en presencia de un catalizador.

Como se establece, en formas preferidas adecuadas para el uso en celdas y/o baterías de vehículos híbridos que comprenden una construcción de electrodo de la invención pueden tener tanto DCA como CCA mejorados o relativamente altos (DCA medida por la prueba de Axion y CCA como es medido de acurdo con la prueba SAE J357 CCA por ejemplo, y/o mucho DCA de mantenimiento o una tasa más alta de DCA con un número de incremento de ciclos de carga-descarga, y también puede tener un bajo consumo de agua, y también puede tener una VED mejorada o relativamente alta y/o vida de batería mejorada. Las modalidades. De las celdas o baterías de la invención pueden mantener la DCA por lo menos 70 % o 80% o 90% de DCA de inicio (cuando primero se carga completamente) después de 5000 o 10000 ciclos por ejemplo. Las modalidades de las celdas o baterías de la invención pueden retener una DCA promedio por lo menos 0.6 o 0.7 o 0.8 A/Ah por fase de carga a 10,000 ciclos utilizando la Prueba DCA Axion. La capacidad de una batería se mide en Amp/horas, y la utilización es la capacidad de la batería actual dividida por la capacidad máxima teórica, y las modalidades de las celdas o baterías de la invención pueden tener una utilización incrementada tal como una utilización de por lo menos 55%, 60%, 70%, o 80% o más .

Ejemplos La siguiente descripción del trabajo experimental que se proporciona a manera de ejemplo ilustra adicionalmente la invención. En alguno de los ejemplos una prueba de DCA se refiere a y la Figura 10 muestra el algoritmo de prueba DCA de acuerdo con lo cual una prueba de aceptación de carga dinámica de tasa alta (DCAT, por sus siglas en inglés) diseñada para simular las demandas de un vehículo micro- híbrido de parada/arranque en su sistema de batería se aplicó a cada celda. El perfil de prueba DCAT es una prueba de tiempo de vida destructiva, acelerada en la batería que se mantiene en un estado constante de carga, que asegura la prueba DCAT es independiente del sistema de prueba y los problemas de calibración asociados con ese sistema, evitando de esta manera los problemas de calibración normalmente asociados con otros protocolos de prueba del tiempo de vida. La prueba DCAT se empleó seguido por el perfil de prueba Axion DCAT en un sistema de prueba Cadex C8000, donde el perfil de prueba consiste de las siguientes etapas: • descarga de 0.51C durante 60 s • descarga de pulso de 3.15C durante 1 s • reposo de 10 s (al final del cual se mide el PDRV (Voltaje de reposo de Post-descarga) ) • período de carga dinámico de 1.05C ajustado para mantener el PDRV en un punto de ajuste dado • reposo de 10 s.

Este perfil de ciclo descrito se repite a un conteo de ciclos de 30,000 que se traduce a un período de 6 semanas típico, aunque este período des dependiente del desempeño de la batería. Cada 5000 ciclos, una carga completa seguida por una descarga profunda midió la capacidad el electrodo. Para pasar esta prueba, la celda necesita ser capaz de ciclarse a través de la prueba de DCAT por lo menos 30,000 veces mientras que retienen la capacidad de por lo menos 2Ah. 30,000 ciclos es representativo de un tiempo de vida de la batería en un microhíbrido de aproximadamente 3 años : Ejemplo 1 - electrodo compuesto de papel de fibra de carbono con rejilla de Pb - N371 Método: Un electrodo se construyó de esterilla de carbono de papel fibroso de carbono (Z-Mat producido por Zoltek) de espesor de 3 mm, ~6 % de fracción de carbono en volumen, peso específico -312 g/m2, y longitud de fibra de 25 mm. Dos piezas se cortaron a dimensiones de 44 mm*70 mm y luego se dividieron en capas más delgadas para producir capaz individuales de espesor promedio de 0.26mm. El electrodo se construyó al colocar una de estas capas fibrosas de carbono sobre cada una de las dos superficies de una rejilla de plomo.

La pasta se preparó con 23.2 g de óxido de plomo (lote de óxido de plomo adquirido de Exide en 2009), 4.0 g de ácido sulfúrico diluido, 2.7 g de solución acuosa Vanisperse A (expansor) con suficiente Vanisperse A para lograr 0.10% en peso en la pasta preparada y 0.187 g de sulfato de bario. La pasta se mezcló en un baño de ultrasonido durante 2 minutos (frecuencia de 53 kHz, a una temperatura de tanque de 23 °C) . Una de las capas fibrosas se colocó sobre una placa plana y la rejilla de plomo luego se colocó sobre la parte superior de la capa fibrosa. La rejilla de Pb tuvo un espesor de 2.02 mm, longitud 66.3 ram, anchura 44.2 mm, y una fracción de volumen abierto -81.6 %. La pasta se esparció sobre la superficie de la rejilla de plomo hasta que se obtuvo una distribución uniforme de pasta sobre la superficie donde todas las bolsas de las rejillas se rellenaron con la pasta. La pasta de exceso suficiente para rellenar parcialmente una capa fibrosa luego se esparció sobre la superficie de la rejilla empastada y una segunda capa fibrosa de carbono luego se colocó sobre la parte superior. La pasta adicional se esparció sobre la superficie superior para obtener una superficie uniforme y lisa. La pasta en exceso se removió de ambas superficies y los bordes laterales del electrodo. El espesor total del electrodo empastado fue de aproximadamente 2.60 mm.

La cantidad total de masa húmeda cargada en el electrodo compuesto fue 24. 41 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 2.695 Ah (es decir 60% de la capacidad teórica) . Asumiendo la pasta penetrada/dispersada en la rejilla y las capas fibrosas uniformemente, 19.8% de NAM dispersado sobre las capas fibrosas del electrodo y el resto estuvo en la rejilla de plomo. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa promedio es 10.03. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 23 mieras. Subsecuentemente el electrodo se secó con aire durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C - 24°C) y luego el electrodo empastado se ensambló en una celda que contiene electrolito de 1.15sg H2SO4 con un electrodo positivo (40% de SOC) sobre cada lado. La celda se dejó empapar durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C - 24°C) y la formación estándar de las celdas se llevó a cabo.

Método (s) de prueba y resultados: El electrolito se reemplazó con 1.28 sg de H2SO4 y se estabilizó bajo cuatro ciclos de descarga de corriente baja (0.06C) antes de ser enviado a la DCA de tasa alta. La prueba de aceptación de carga dinámica de tasa alta (HR-DCAT, por sus siglas en inglés) se llevó a cabo en las celdas de acuerdo con la prueba como se describe en lo anterior y como se muestra en la Figura 11. Los resultados se muestran en la tabla 1 posteriormente.

Ejemplo 2 - electrodo compuesto de tela tejida de fibra de carbono tratada con arco con rejilla de Pb -N359 Método: Un electrodo se construyó de cinta de fibra de carbono tejida basada en PAN [poliacrilonitrilo] de tela de fibra de carbono tejida (fabricada por TaiCarbon, Taiwan) . La tela se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 8 y 9. La tela tratada con arco tuvo 136 g/m2 de peso específico, fue 0.38 mm de grueso, y tuvo -20% de fracción de volumen de carbono. Las dos piezas de la tela tratada con arco se cortaron en el tamaño de 44 mm * 70 mm. Una pieza de la tela tratada con arco se colocó sobre una placa de ultrasonido y la rejilla de plomo se colocó sobre la parte superior de esa. La rejilla de Pb tuvo dimensiones de espesor 1.94 mm, longitud 66.7 mm, anchura 44.4 mm, y una fracción de volumen abierto -81.1 %. La pasta se preparó y el electrodo se empastó y se construyó utilizando una segunda capa de la tela de fibra de carbono, todo como se describe en el ejemplo 1. El espesor total del electrodo empastado fue de aproximadamente 3.6 mm.

La cantidad total de la masa húmeda cargada en el electrodo compuesto fue de 28 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 2.99 Ah (es decir 60% de la capacidad teórica) . Asumiendo la pasta penetrada/dispersada en el volumen de huecos disponibles de la rejilla y las capas fibrosas uniformemente, 28.1% de NAM dispersado en las capas de fibra de carbono del electrodo compuesto y el resto estuvo en la rejilla de plomo. En estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa promedio es 3.20. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 15 mieras.

Subsecuentemente el electrodo se secó con aire se ensambló en la celda, la celda se dejó empapar, y luego la carga y estabilización de formación se llevó a cabo en la celda, todo como se describe en el ejemplo 1.

Método (s) de prueba y resultados: El electrolito se reemplazó con 1.28 sg de H2SO4 y se estabilizó bajo cuatro ciclos de descarga de corriente baja (0.06C) antes de ser enviado a la DCA de tasa alta. La prueba de aceptación de carga dinámica de tasa alta (HR-DCAT) se llevó a cabo en las celdas de acuerdo con la prueba como se describe en lo anterior y como se muestra en la figura 11. Los resultados se muestran en la tabla 1 a continuación.

Tabla 1 — compara los resultados de la prueba DCAT de los electrodos expuestos en los ejemplos 1 y 2 en lo anterior.

Ejemplo 3 - electrodo no compuesto de fieltro de carbono tratado con arco, relación de volumen de masa/carbono activo ~ 2.698 - N363 - ver figura 1 y 2 Método: Un electrodo se construyó de capas fibrosas de carbono de fieltro de carbono tratado con arco Sigracell KFD2.5 EA fabricado por SGL Carbón Company, Alemania) . El fieltro se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 8 y 9. El fieltro antes del tratamiento con arco tuvo un peso específico de 248 g/mz, espesor de 2.5 mm, y fracción de volumen de carbono ~ 7%. El material Post-tratamiento con arco tuvo un peso específico de 217 g/m2, fue de 2.4 mm de espesor, y tuvo ~6 % de fracción de volumen de carbono.

El método para empastar la capa individual de fieltro es diferente a aquel descrito en lo anterior para las capas de tela tejida. La pasta se preparó comenzando con 19.5 g de óxido de plomo (lote de óxido de plomo adquirido de Exide en 2009) a la misma composición como se expone en los ejemplos 1 y 2 en lo anterior y se siguió por el mismo procedimiento de mezclado en el baño de ultrasonido bajo las mismas condiciones. La pieza de fieltro de carbono se colocó sobre la placa que se utilizó para empastado. Luego la pasta preparada anterior se esparció sobre la capa de fieltro hasta que se obtuvo una distribución uniforme de la pasta sobre la superficie. La pieza de fieltro luego se colocó en la placa de vibración de ultrasonido de modo que la superficie no empastada se orientó hacia arriba y la pasta se distribuyó sobre esta superficie utilizando una espátula de plástico flexible. La vibración de ultrasonido estuvo encendida durante -50 seg durante el empastado. (Se utilizó la placa de vibración de ultrasonido fabricada por Skymen Cleaning Equipment Shenzhen Co. Ltd, la valoración actual en la placa US utilizada fue 1.75A, el electrodo se colocó cubriendo un punto de transductor sobre la placa) . El electrodo empastado se volteó un par de veces mientras que el ultrasonido estuvo en operación hasta que una distribución uniforme de la pasta sobre la superficie pareció que se había logrado, pero donde la mayoría de la pasta había penetrado en el fieltro.

La cantidad total de la masa húmeda cargada en el electrodo compuesto fue de 19.5 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 2.4 Ah (es decir 66% de la capacidad teórica) .

Las dimensiones (empastadas) del área activa del electrodo empastado fueron longitud 67.4 mm, anchura 45.6 mm, y espesor 2.44 mm. La carga de plomo lograda por volumen (densidad empastada del electrodo basado en la masa cargada en el electrodo) fue de 1.91 g/cm3. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa fue de 2. 698. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 36 mieras.

Subsecuentemente el electrodo se secó con aire, se ensambló en una celda, la celda se dejó empapar, y luego la carga de formación se llevó a cabo en la celda, todo como se describe en el ejemplo 1.

Método (s) de prueba y resultados: El electrodo se sometió a prueba como se describe en el los ejemplos 1 y 2 con los resultados expuestos en la Tabla 2.

Ejemplo 4 - electrodo no compuesto de fieltro de carbono tratado con arco, relación de volumen de masa/carbono activo - 4.52 - N439 - ver figura 12 Método: un electrodo se construyó de capas fibrosas de carbono de fieltro de carbono tratado con arco (Sigracell KFD2.5 EA) fabricado por SGL Carbón Company, Alemania). El fieltro se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 8 y 9. El fieltro antes del tratamiento con arco tuvo un peso específico de 248 g/m2, espesor de 2.6 mm, y fracción de volumen de carbono ~ 6 %. El material Post-tratamiento con arco tuvo 197 g/m2 de peso específico, fue de 2.33 mm espesor, y tuvo ~6 % de fracción de volumen de carbono.

Alambres de Cu recubiertos de plomo — 0.38 mm en diámetro se utilizaron como un colector de corriente adicional para el electrodo anterior. Estos se tendieron sobre la superficie de fieltro manualmente a lo largo de la longitud del fieltro en una manera de zigzag con las tiras verticales separadas uniformemente junto con la anchura antes de inyectar la agarradera. La agarradera se inyectó sobre el fieltro de modo que la parte suprior de cada zag del alambre de Cu se sumergió en la agarradera y se unió a la agarradera. Método de empastado : La pasta se preparó con 23 g de óxido de plomo (lote de óxido de plomo adquirido de Exide en 2009), 1.5 g de ácido sulfúrico diluido, 0.023 g de Vanisperse A (expansor) para lograr 0.1% de expansor en la pasta y 0.184g de sulfato de bario. El mismo procedimiento de mezclado se siguió para la preparación de la pasta y el empastado como se explica en los ejemplos previos de N363 y N364. La vibración de ultrasonido estuvo encendida durante —1.30 min durante el empastado. (Se utilizó una placa de vibración de ultrasonido fabricada por Skymen Cleaning Equipment Shenzhen Co. Ltd, la valoración actual en la placa US utilizada fue 1.75A, y el electrodo se colocó cubriendo un punto de transductor sobre la placa) . El electrodo empastado se volteó un par de veces mientras que el ultrasonido estuvo en operación hasta que se observó una distribución de la pasta sobre la superficie donde la mayoría de la pasta había penetrado el fieltro.

La cantidad total de la masa húmeda cargada en el electrodo fue de 24. 62 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 3.077 Ah (es decir 62% de la capacidad teórica) . Las dimensiones (empastadas) del área activa de electrodo empastado fueron, longitud 59 mm, anchura 45 mm, y espesor 2.7 mm. La carga de plomo lograda por volumen (densidad empastada del electrodo basado en la masa cargada en el electrodo) fue 2.63 g/cm3. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa es 4.52. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 40 mieras.

Subsecuentemente el electrodo se secó con aire durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C — 24°C) y luego el electrodo empastado se ensambló en una celda que contiene electrolito de 1.15 seg de H2SO4 con un electrodo positivo (40% de SOC) en cada lado. La celda se dejó empapar durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C — 24 °C) . Luego la carga y estabilización de formación se llevó a cabo similarmente de acuerdo con el ejemplo 1.

Pruebas y Resultados: Las células luego se transfirieron para llevar a cabo las pruebas de arranque en frío (CCA) tanto a temperatura ambiente como -18°C utilizando la prueba SAE J537 como es conocido en la industria.

Ejemplo 5 - electrodo no compuesto de fieltro de carbono no tratado con arco con un colector de corriente adicional de alambres de cobre recubiertos con plomo en la superficie de fieltro, en relación de volumen de masa/carbono activo (aproximadamente 1 m en longitud total) ~ 3.63 - N411 - ver Figuras 1 y 13 Método: un electrodo se construyó de capas fibrosas de carbono de fieltro de carbono tratado con arco (Sigracell KFD2.5 EA fabricado por SGL Carbón Company, Alemania) . El fieltro se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 8 y 9. El fieltro antes del tratamiento con arco tuvo un peso específico de 248 g/m2, espesor de 2.5 mm, fracción de volumen de carbono ~ 7 % . El material Post-tratamiento con arco tuvo 190 g/m2 de peso específico, fue de 2.24 mm de espesor, y tuvo ~6 % de fracción de volumen de carbono.

Los alambres de Cu recubiertos con plomo de 0.38 mm en diámetro se utilizaron como un colector de corriente adicional para el electrodo anterior. Estos se tendieron sobre la superficie del fieltro manualmente a lo largo de la longitud del fieltro en una manera de zigzag donde las tiras verticales se separaron uniformemente a lo largo de la anchura.

La preparación de la pasta y el empastado fue como se describe en lo anterior para N363 excepto que se utilizó en un tiempo US de 1 min 17 s.

La cantidad total de la masa húmeda cargada en el electrodo fue de 17.08 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 2.15 Ah (es decir 67.7% de la capacidad teórica) . Las dimensiones (empastadas) del área activa de electrodo empastado fueron, longitud 60.5 mm, anchura 44.1 mm, y espesor 3.6 mm. La carga del plomo lograda por volumen (densidad de empastado del electrodo basado en la masa cargada en el electrodo) fue 1.28 g/cm3. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa es 3.63. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 40 mieras.

Subsecuentemente el electrodo se secó con aire durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C — 24 °C) y luego el electrodo empastado se ensambló en la celda que contiene electrolito de 1.15sg de H2S04 con un electrodo positivo (40% de SOC) sobre cada lado. La celda se dejó empapara durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C — 24°C) . La carga y estabilización de formación se llevó a cabo similarmente para el ejemplo 1.

Pruebas y Resultados: La celda luego se transfirió para hacer pruebas de amperios de arranque a temperatura ambiente antes de enviarla a la prueba de consumo de agua (Tafel) . La prueba Tafel estándar se describe por Fernandez, M., Atanassova, P., ALABC Project ref 1012M report no. 1, Mar-Aug 2011.

Ejemplo 6 - electrodo no compuesto de fibra de carbono tejida tratada con arco, relación de volumen de masa/carbono activado ~ 0.88 - N305 - ver figura 14 Método: Un electrodo se condujo de cinta de fibra de carbono tejida basada en PAN [poliacrilonitrilo] de tela de fibra de carbono tejida (fabricada por TaiCarbon, Taiwán) . La tela se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 8 y 9. Esta tela tratada con arco tuvo 181 g/m2 de peso específico, fue de 0.58 mm de espesor, y tuvo -18.4% de fracción de volumen de carbono. Cuatro piezas de la tela tratada con arco se cortaron en el tamaño de 44 mm * 70 mm.

Antes del tratamiento con arco el material se humedeció completamente con solución acuosa de Pb( 03)2 , y se secó durante la noche de modo que se depositaron 2 % en masa de Pb.

Cuatro de tales capas luego se ensamblaron una debajo de la otra de modo que se unieron a una cuña de plomo para formar una agarradera de conexión en uno de sus extremos. Piezas de 15 mm * 44 mm de soldadura plana (50 % de Sn, 50 % de Pb) se colocaron en los tres espacios entre las cuatro capas y también dos sobre las dos superficies exteriores. Un listón de 25 mm de ancho de plomo metálico (0.6 mm de espesor) luego se envolvió alrededor de la parte exterior de los extremos de las cuatro capas, cubriendo la sección superior de 10 mm de cada capa. Esta construcción se colocó en una caja metálica bajo condición de aire inerte (caja rellenada con nitrógeno) y se colocó en un horno durante ~ 1 hora bajo 200 °C. Las cubiertas de plomo se oprimieron después de sacarlas del horno proporcionando un buen contacto entre las fibras de carbono y la soldadura fundida y el plomo. De esta manera, se formó una agarradera sobre el extremo superior del electrodo, conectando y sosteniendo las capas de tela de carbono que se podrían mover flexiblemente con respecto al tratamiento adicional.

Para hacer el material activo. Polvo de PbS0 (tamaño medio de 4-5 µp? después de la molienda) se mezcló con ácido sulfúrico de baja concentración (s.g. < 1.05) para hacer una pasta de 77.3 % en peso de PbSC . La agarradera anterior se colocó sobre una plana. La agarradera se colocó sobre la placa de empastado sosteniendo las tres capas superiores desde la placa mientras que la cuarta se tendió plana sobre la placa. La pasta se aplicó sobre la cuarta placa en la placa plana. La siguiente placa luego se liberó sobre la primera placa. La pasta se distribuyó sobre la superficie de la segunda placa hasta que se logra una superficie lisa. El procedimiento anterior se repitió para las siguientes dos capas. Luego la construcción completa se volteó sobre la placa que luego se hizo vibrar con ultrasonido, lo cual provocó que la pasta penetrara y se distribuyera eventualmente hasta que todos los espacios de la fibra se rellenaran. Esto se logró durante un período de ultrasonido de aproximadamente 30 s.

La cantidad total de masa húmeda cargada en el electrodo fue de 15.6 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 2.33 Ah (es decir 62% de la capacidad teórica) .

Las dimensiones (empastada) del área activa de electrodo empastado fueron longitud 61 mm, anchura 44.7 mm, y espesor 2.22 mm. La carga de plomo lograda por volumen (densidad de empastada del electrodo basado en la masa cargada en el electrodo) fue 1.402 g/cm3. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa es 0.88. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 17 mieras.

Subsecuentemente el electrodo se secó con aire durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C — 24°C) y luego el electrodo empastado se ensambló en una celda que contiene electrolito de 1.15sg H2SO4 con un electrodo positivo (40% de SOC) sobre cada lado. La celda se dejó empapar durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C - 24°C) . Luego la carga y estabilización de formación se llevó a cabo similarmente al ej emplo 1.

Pruebas y Resultados: La celda luego se transfirió para hacer las pruebas de amperios de arranque a temperatura ambiente antes de enviarla a la prueba de consumo de agua (Tafel) de acuerdo con el electrodo 411. La prueba Tafel estándar se describe en Fernandez, M. , Atanassova, P. , ALABC Project ref 1012M report no. 1, Mar-Ago 2011.

Ejemplo 7 - electrodo no compuesto de fieltro de carbono tratado con arco, relación de volumen de masa/carbono activo ~ 2.63 - N356 - ver figura 16 Método: Un electrodo se construyó de capas fibrosas de carbono de fieltro de carbono tratado con arco (Sigracell KFD2.5 EA fabricado por SGL Carbón Company, Alemania) . El fieltro se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 7 y 8. El fieltro antes del tratamiento con arco tuvo un peso específico de 248 g/m2, espesor de 2.5 mm, y fracción de volumen de carbono ~ 7 %. El material Post-tratamiento con arco tuvo 217 g/m2 de peso específico, fue de 2.47 mm de espesor, y tuvo -6.3 % de fracción de volumen de carbono.

La preparación de la pasta y empastado fue como se describe en lo anterior para N363 excepto que se utilizó un tiempo de US de 1 min 26 s.

La cantidad total de masa cargada en el electrodo fue de 15.60 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 1.93 Ah (es decir 67% de la capacidad teórica) . Las dimensiones (empastadas) del área activa de electrodo fueron, longitud 61.02 mm, anchura 44.77 mm, y espesor 2.34 mm. La carga de plomo lograda por volumen (densidad empastada del electrodo basada en la masa cargada en el electrodo) fue 1.75 g/cm3. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa es 2.63. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 37 mieras.

Subsecuentemente el electrodo se secó con aire durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C - 24°C) y luego el electrodo empastado se ensambló en la celda que contiene electrolito de 1.15sg de H2SO4 con un electrodo positivo (40% de SOC) sobre cada lado. La celda se dejó empapar durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C - 24°C) . Luego la carga y estabilización de formación se llevó a cabo similarmente al ejemplo 1.

Pruebas y Resultados: La celda luego se transfirió para hacer las pruebas de amperios de arranque a tanto temperatura ambiente como -18C antes de ser enviada a la prueba HR-DCAT. Los resultados se muestran en la tabla 2 y la figura 16.

Ejemplo 8 - electrodo no compuesto de fieltro de carbono tratado con arco, relación de volumen de masa/carbono activo ~ 3.68 - N409 Método: Un electrodo se construyó de capas fibrosas de carbono de fieltro de carbono tratado con arco (Sigracell KFD2.5 EA fabricado por SGL Carbón Company, Alemania) . El fieltro se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 8 y 9. El fieltro antes del tratamiento con arco tuvo un peso específico de 248 g/m2, espesor de 2.5 mm, fracción de volumen de carbono ~ 7 %. El material Post-tratamiento con arco tuvo 183 g/m2 de peso específico, fue de 1.98 mm de espesor, y tuvo ~ 6.6 % de fracción de volumen de carbono.

Alambres de cobre recubiertos con plomo de 0.38 mm en diámetros se utilizaron como un colector de corriente adicional para el electrodo anterior. Estos se tendieron sobre la superficie del fieltro manualmente a lo largo de la longitud del fieltro en una manera de zigzag de modo que las tiras verticales se separaron eventualmente junto con la anchura antes de inyectar la agarradera. La agarradera se inyectó sobre el fieltro en una manera en que la parte superior (zag) de cada línea del alambre se unió a la agarradera.

La preparación de la pasta y empastado fue como se describe en lo anterior para N363 excepto que se utilizó un tiempo US de 1 min 10 s.

La cantidad total de masa húmeda cargada en el electrodo fue 17.79 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 2.03 Ah (es decir 61% de la capacidad teórica) . Las dimensiones (empastada) del área activa de electrodo fueron, longitud 63.5 mm, anchura 44.85 mm, y espesor 2.71 mm. La carga de plomo lograda por volumen (densidad empastada del electrodo basado en la masa cargada en el electrodo) fue 1.66 g/cm3. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa es 3.68. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 45 mieras.

Subsecuentemente el electrodo se secó con aire durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C — 24°C) y luego el electrodo empastado se ensambló en una celda que contiene electrolito de 1.15sg de H2S04 con un electrodo positivo (40% de SOC) sobre cada lado. La celda luego se dejó empapar durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C — 24°C) . Luego la carga y estabilización de formación se llevó a cabo similarmente al ejemplo 1.

Pruebas y Resultados: Las celdas luego se transfirieron a prueba para la prueba de arranque estándar a temperatura ambiente antes de enviarla a la prueba HR- DCAT. Los resultados se exponen en la tabla 2 y la figura 15.

Ejemplo 9 - electrodo no compuesto de fieltro de carbono tratado con arco con un colector de corriente adicional de alambres de cobres recubiertos con plomo sobre la superficie de fieltro (aproximadamente 1 m en longitud total), relación de volumen de masa/carbono activo ~ 3.797 - N410 - ver figura 18 Método: Un electrodo se construyó de capas fibrosas de carbono de fieltro de carbono tratado con arco (Sigracell KFD2.5 EA fabricado por SGL Carbón Company, Alemania) . El fieltro se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 8 y 9. El fieltro antes del tratamiento con arco tuvo un peso específico de 248 g/m2, espesor de 2.5 mm, y fracción de volumen de carbono ~ 7.1 %. El material Post-tratamiento con arco tuvo 183 g/m2 de peso específico, fue 1.98 mm de espesor, y tuvo ~ 6.6 % de fracción de volumen de carbono.

Alambres de cobre recubiertos con plomo de 0.38 mm en diámetros se utilizaron como un colector de corriente adicional para el electrodo anterior. Estos se tendieron sobre la superficie el fieltro manualmente a lo largo de la longitud del fieltro en una manera de zigzag donde las tiras verticales se separan uniformemente a lo largo de la anchura antes de inyectar la agarradera. La agarradera se inyectó en el fieltro en una manera que la parte superior de cada zag del alambre de Cu se unió a la agarradera.

La preparación de la pasta y empastado fue como se describe en lo anterior para N363 excepto que se utilizó un tiempo US 1 min lis.

La cantidad total de masa húmeda cargada en el electrodo fue 17.66 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 2.11 Ah (es decir 64.4% de la capacidad teórica) . Las dimensiones (empastadas) del área activa de electrodo empastado fueron, longitud 61.71 mm, anchura 44.34 mm, y espesor 2.78 mm. La carga de plomo lograda por volumen (densidad empastada del electrodo basado en la masa cargada en el electrodo) fue 1.67 g/cm3. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa es 3.797. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 45 mieras.

Subsecuentemente el electrodo se secó con aire durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C - 24 °C) y luego el electrodo empastado se ensambló en una célula que contiene electrolito de 1.15 sg H2SO4 con un electrodo positivo (40% de SOC) sobre cada lado. La celda se dejó empapar durante 24 horas a temperatura ambiente (18°C -24°C) . Luego la carga y estabilización de formación se llevó a cabo similarmente al ejemplo 1.

Pruebas y Resultados: Las celdas se transfirieron para enviarlas a la prueba de arranque estándar a temperatura ambiente antes de enviarlas para la prueba Axion-DCA.

Ejemplo 10- Electrodo no compuesto de fieltro de carbono tratado con arco (espesor ~ 1.3mm) con un colector de corriente adicional de alambres de cobre recubiertos con plomo sobre la superficie de fieltro (aproximadamente 1 m en longitud total), relación de volumen de masa/carbono activo - 4.893 - N441 - ver figura 1 Este electrodo se construyó con capas fibrosas de carbono utilizando fieltro tratado con arco JX-PCF, fabricado con Heilongjiang J&X Co . , Ltd. China. El fieltro tubo un peso específico de 508 g/m2, espesor de 4 mm y fracción de volumen de carbono ~ 7.5%. El material se dividió en una tira más delgada (manualmente cortada utilizando una cuchilla aguda) se adaptó con arco como se explica en los ejemplos previos. Post- tratamiento con arco tuvo 144 g/m2 de peso específico, fue 1.3 mm de espesor, y tuvo -6.4% de fracción de volumen de carbono.

Alambres de Cu recubiertos con plomo 0.38 mm en diámetro se utilizaron como un colector de corriente adicional para el electrodo anterior. Estos se tendieron sobre la superficie de fieltro manualmente a lo largo de la longitud del fieltro en una manera de manera de zigzag con las tiras verticales separadas uniformemente a lo largo de la anchura, antes de colocarlas sobre una agarradera. La agarradera se preparó para este electrodo de la misma manera como se explica en el ejemplo 5 en lo anterior utilizando soldadura (50% de Sn y 50% de Pb) asegurando que la parte superior de cada zag del alambre de Cu se sumergió en la agarradera y se unió a la agarradera .

La preparación de la pasta y empastado fue como se describe en lo anterior para N363 excepto que se utilizó un tiempo US de 1 min 48 s.

La cantidad total de masa húmeda cargada en el electrodo fue 16.11 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente bajo fue) fue 2.052 Ah (es decir 63% de la capacidad teórica) . Las dimensiones (empastadas) de área activa de electrodo empastado fueron, longitud 59.8 mm, anchura 44.9 mm, y espesor 1.78 mm. La carga de plomo lograda por volumen (densidad empastada del electrodo basada en la masa cargada en el electrodo) fue 2.64 g/cm3. Es estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa es 4.893. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 23 mieras.

Tabla 2 Ejemplo 11 - electrodo no compuesto de filtro de carbono tratado con arco, relación de volumen de masa/carbono activo ~ 2.53 - N387 Método: Un electrodo se construyó de capas fibrosas de carbono de fieltro de carbono tratado con arco (Sigracell KFD2.5 EA fabricado por SGL Carbón Company, Alemania). Generalmente el fieltro se trató en un arco eléctrico como se describe previamente con referencia a las Figuras 8 y 9. El fieltro antes del tratamiento con arco tuvo un peso específico de 248 g/m2, espesor de 2.5 mm, y fracción de volumen de carbono - 7%. El material post-tratamiento con arco tuvo 203 g/m2 de peso específico, fue de 2.25 mm de espesor, y tuvo -6.4% de fracción de volumen de carbono.

La preparación de la pasta y empastado fue como se describe en lo anterior para N363 excepto que la solución de vanisperse AMR se preparó a fin de lograr 0.07% en masa de Vanisperse AMR en la pasta final y se utilizó un tiempo US de 1 min, 23 s.

La cantidad total de masa húmeda cargada en el electrodo fue 14.2 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 1.68 Ah (es decir 64% de la capacidad teórica).

Las dimensiones (empastadas) del área activa del electrodo empastado fueron: longitud 67.4 mm, anchura 44.8 mm, y espesor 2.46 mm. La carga de plomo lograda por volumen (densidad empastada del electrodo basado en la masa cargada en el electrodo) fue 1.38 g/cm3. En el estado completamente cargado del electrodo, la relación de volumen de Pb a carbono de masa activa fue 2.53. El espaciamiento promedio entre las fibras de carbono fue de aproximadamente 39 mieras.

Subsecuentemente, el electrodo se secó con aire, se ensambló en una celda, la celda se dejó empapar, y luego la carga de formación se llevó a cabo en la celda, dado como se describe en el ejemplo 1. Luego la celda se transfirió para llevar a cabo las pruebas de amperios de arranque estándar a temperatura ambiente y -18°C.

Ejemplo 12 - electrodo no compuesto de fieltro de carbono tratado con arco, relación de volumen de masa/carbono activo ~ 2.696 - N392 Método: Un electrodo se construyó de capas de fibrosas de carbono de fieltro de carbono tratado con arco (Sigracell KFD2.5 EA fabricado por SGL Carbón Company, Alemania) . El fieltro se trató en un arco eléctrico generalmente como se describe previamente con referencia a las Figuras 7 y 8. El fieltro antes del tratamiento con arco tuvo un peso específico de 248 g/m2, espesor de 2.5 mm, y función de volumen de carbono ~ 7%. El material post-tratamiento con arco tuvo 203 g/m2 de peso especifico, fue 2.25 mm de espesor, y tuvo -6.4% de fracción de volumen de carbono .

La preparación de la pasta y empastado fue como se describe en lo anterior para N363 excepto que la solución de Vanisperse AMR se preparó a fin de lograr 0.25% en masa de Vanisperse AMR en la pasta final y se utilizó un tiempo US de 1 min 23 s.

La cantidad total de masa húmeda cargada en el electrodo fue 15.33 g donde la capacidad lograda (descarga de corriente baja) fue 1.83 Ah (es decir 64% de la capacidad teórica).

Ejemplo 13 - cantidad de ácido sulfúrico utilizado en la pasta Un lote pequeño de pasta constituida de una suspensión de partículas de monóxido de plomo (97% en masa) y plomo (3%) junto con agua, y cantidades de incremento de ácido se agregaron. Los 13.0 g del sólido se suspendieron en 3.65 g de agua, logrando una fracción de masa de sólidos de 78% y una fracción de volumen de aproximadamente 27%. Esto fue una suspensión de asentamiento libre, difícil de mantener suspendido uniformemente, y difícil de esparcir uniformemente sobre una capa de fieltro. La vibración (ultrasonido) no mejoró las propiedades y no llegó a cabo la fácil penetración. El pH del líquido en equilibrio con los sólidos fue de 10. Las cantidades pequeñas de ácido se agregaron para llevar el ácido a aproximadamente 0.12% en masa cuando se observó una eremosidad ligera, y el pH fue de aproximadamente 9 a 9.5. Una adición adicional a 0.5% dio por resultado una pasta cremosa y un pH de 8.5 a 9. La adición de ácido adicional llevó el pH abajo de un 8.0 amortiguado.

Varias mezclas separadas luego se elaboraron con la misma fracción de sólidos como en lo anterior, y la dispersión y penetración a través del fieltro a través de ultrasonido se intentó para tener éxito en concentraciones de ácido más altas. A 0.24% en masa de ácido, hubo poca estabilidad de la masa de pasta en una espátula, pero la pasta penetró la pared (se presentó algo en el otro lado de un fieltro de 2.3 mm de espesor) . La adición de ácido máxima fue de aproximadamente 1.0% cuando tanto la penetración como la carga alta del fieltro fue posible. Conforme el ácido se incrementó la pasta se volvió más 'rígida con la pasta a 2.28% que es capaz de ser empastada con una espátula pero mucho de ella permaneció en el lado exterior de la capa de fieltro después del ultrasonido con una penetración deciente y secado rápido .

Lo anterior describe la invención incluyendo las formas preferidas de la misma y alteraciones y modificaciones como serán obvios para una persona experta en la técnica se proponen para ser incorporadas dentro del alcance de la misma como se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (11)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Una batería o celda de plomo-ácido caracterizada porque incluye por lo menos un electrodo (no compuesto o compuesto) que comprende como un colector de corriente un material de fibra que comprende, cuando se carga completamente, porosidad (que es el volumen fraccional ocupado por los poros entre el plomo y las fibras conductivas) de por lo menos aproximadamente 0.3, y una relación de carga de masa de plomo (en cualquier forma) a la masa de las fibras conductivas, cuando se convierte a la relación de volumen, en el intervalo de 0.7:1 a aproximadamente 15:1 (cada uno sobre por lo menos una fracción mayor del electrodo) .

2. Una batería o celda de plomo-ácido caracterizada porque incluye por lo menos un electrodo que comprende como un colector de corriente un material de fibra conductiva que comprende, cuando se carga completamente, porosidad entre aproximadamente por lo menos aproximadamente 0.3, y una relación de carga de masa de plomo (en cualquier forma) a la masa de las fibras conductivas, cuando se convierte a la relación de volumen, en el intervalo de 1:1 a aproximadamente 10:1 (cada uno sobre por lo menos una fracción mayor del electrodo) .

3. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque el material de fibra conductiva comprende un material de fibra de carbono.

4. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el material de fibra de carbono comprende un material de fibra de carbono tejido o no tejido.

5. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las cadenas de conducción de las partículas basadas en Pb unidas al material del fibra conductiva se han formado al impregnar una pasta que comprende partículas ácido sulfúrico diluido de partículas basadas en Pb en el material de fibra conductiva y para hacer pasar una corriente de formación a través del electrodo.

6. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el ácido sulfúrico diluido en la pasta comprende entre mayor que 0% y aproximadamente 5% en peso.

7. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizada porque la pasta también comprende un expansor.

8. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el expansor comprende un lignosulfonato .

9. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el electrodo comprende una agarradera de metal para conexión externa a lo largo de por lo menos un borde .

10. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones l a 9, caracterizada porque el electrodo comprende uno o ambos lados del material fibroso conductivo, un conductor de metal de macroescala eléctricamente unido de manera conductiva al material fibroso conductivo y a la agarradera, o comprende dos capas de material fibroso conductivo con un conductor de metal de macroescala eléctricamente de manera conductivo entre y unido al material fibroso conductivo y a la agarradera.

11. La batería o celda de plomo-ácido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el material de fibra de carbono tiene dimensiones de longitud y anchura en un plano mayor de material y un espesor promedio perpendicular al plano mayor del material menor que 5 mm.