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Physical
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3 N
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50 percent
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15 microns
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66 cc
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1 kg
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1,5 g
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70 percent de
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30 percent
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35 percent de
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80 ohm
(1)
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de 70 percent
(1)
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120 cc
(1)
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0,6 g
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2 g
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60 percent
(1)
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3 g
(1)
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de 0,47 Ah
(1)
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0,40 Ah
(1)
[24][_]
de 85 percent
(1)
[25][_]
de 0,33 Ah
(1)
[26][_]
0,28 Ah
(1)
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Molecule
(6/ 14)
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lead oxide
(7)
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graphite
(3)
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DES
(1)
[31][_]
sulfuric acid
(1)
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CO
(1)
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HSO
(1)
[34][_]
Polymer
(3/ 12)
[35][_]
POLYPYRrOLe
(5)
[36][_]
POLYACETYLENE
(4)
[37][_]
POLYPARAPHENYLENE
(3)
[38][_]
Gene Or Protein
(4/ 4)
[39][_]
DANS
(1)
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Etre
(1)
[41][_]
Classi
(1)
[42][_]
Acti
(1)
[43][_]
Chemical Role
(1/ 4)
[44][_]
dopant
(4)
[45][_]
Generic
(1/ 1)
[46][_]
perchlorates
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519191A1
Family ID 2377650
Probable Assignee Europ Accumulateurs
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title MATIERE ACTIVE POUR ELECTRODES D'ACCUMULATEURS AU PLOMB
Abstract
_________________________________________________________________
MATIERE ACTIVE POUR ELECTRODES D'ACCUMULATEURS AU PLOMB.
CETTE MATIERE COMPREND DU PLOMB, OU DE L'lead oxide PBO, OU UN MELANGE
DE PLOMB ET D'lead oxide.
ELLE COMPORTE EN VOLUME, DE 15 A 50 D'UNE MATIERE SYNTHETIQUE
CONDUCTRICE CONSTITUEE PAR AU MOINS UN POLYMERE DOPE PAR DES IONS,
LEDIT POLYMERE ETANT CHOISI DANS LE GROUPE FORME PAR LE POLYPYRrOLe
CHN, LE POLYPARAPHENYLENE CH ET LE POLYACETYLENE CH.
Description
_________________________________________________________________
Matiere active pour electrodes d'accumulateurs au plomb
L'invention concerne les matieres actives pour electrodes d'accu-
mulateurs au plomb, comportant du plomb, ou de ltoxyde de plomb Pb O
2, ou un melange de plomb et d'lead oxide Pb Q 2.
Au cours de la decharge de ces accumulateurs, en presence d'sulfuric
acid agissant comme electrolyte, on constate au niveau des elec-
trodes la coexistence de deux phases solides: une premiere phase
conductrice correspondant a l'espece chargee Pb et/ou Pb O une seconde
phase isolante correspondant a l'espece dechargee.
Les proportions relatives de ces deux phases varient au cours de la
decharge.
La resistance electrique du melange espece chargee-espece dechar- gee
varie donc au cours de la decharge et on constate que cette variation
suit une loi du type loi de percolation, ce qui se traduit par un
accroissement brutal de la resistance a partir d'un certain seuil Ce
seuil est atteint lorsque le melange des phases comporte en volume
envi- ron 65 a 70 percent de matiere dechargee.
L'utilisation de l'accumulateur n'etant plus possible lorsque ce seuil
est atteint, on peut donc considerer que l'electrode comportait en
volume, environ 30 percent A 35 percent de matiere chargee inutile.
Pour ameliorer les performances massiques de ces electrodes, on a
alors pense a introduire dans celles-ci du graphite Toutefois, on a
constate que dans les electrodes positives le graphite se transformait
en CO 2 qui se degageait Pour les electrodes negatives, si l'on a bien
constate une certaine amelioration pour les premieres decharges, on
s'est apercu qu'ensuite apparaissaient des problemes de contrainte
entre le graphite et le plomb, qui etaient prejudiciables au bon
fonctionne- ment des accumulateurs.
L'invention permet de remedier a ces inconvenients et d'obtenir des
electrodes presentant des performances massiques ameliorees, suscep-
tibles de subir des nombreux cycles charge-decharge sans
deterioration.
Elle a pour objet une matiere active pour electrode d'accumula- teurs
au plomb, comprenant du plomb, ou de l'lead oxide Pb O 2, ou un
melange de plomb et d'lead oxide Pb O 2, caracterisee par le fait -2
qu'elle comporte, en volume, de 15 a 50 percent d'une matiere
synthetique conductrice constituee par au moins un polymere dope par
des ions, ledit polymere etant choisi dans le groupe forme par le
polypyrrole (C 4 H 3 N), le polyparaphenylene (C 6 H 4)n et le
polyacetylene (CH)n.
Le polymere dope peut etre represente par les formules: l(C 4 H 3 N)Y,
y A n lCH 4, y A n l(CH)y, y Al n A etant l'ion dopant y, compris
entre O et 1, representant la fraction de A par monomere.
Avantageusement, y est compris entre 0,02 et 0,35.
Selon une caracteristique de l'invention, les ions dopant sont
donneurs d'electrons et sont choisis dans le groupe forme par C 104,
Fe C 13, A Fs, SO 4, et H 504.
Selon un mode d'execution, ladite matiere synthetique est sous forme
de poudre dont les grains presentent un diametre compris entre 1 et
microns.
Selon un autre mode d'execution ladite matiere synthetique est sous
forme de fibres presentant un diametre compris entre 1 et 15 microns.
En fait, l'invention revient a remplacer dans les electrodes selon
l'art anterieur la partie de la matiere chargee, qui ne reagissait
pas, par un materiau inactif vis-a-vis de l'air et de l'electrolyte,
presen- tant une densite inferieure a celle de ladite matiere chargee
et une conductivite electrique de meme ordre.
Ces conditions sont reunies avec le polypyrrole et le polyparapheny-
-1 -1 lene dont les conductivites se situent vers 80 ohm cm, ainsi que
par le polyacetylene.
L'invention a bien entendu egalement pour objet les accumulateurs dont
les electrodes comportent de telles matieres actives.
-3 - La figure annexee represente la variation du rapport R de la
conductivite en decharge sur la conductivite initiale en fonction de
la variation du pourcentage P de materiau isolant apparaissant dans
une electrode d'accumulateur au plomb au cours de la decharge.
Le rapport R a ete porte en ordonnee et le pourcentage P en abscisse
On s'apercoit que lorsque ce pourcentage est voisin de 70 percent le
rapport, qui etait a l'origine de 1, tend brutalement vers 0.
On a realise des electrodes temoins comportant des pates classi- ques
ainsi que des electrodes conformes a l'invention et on a mesure les
pourcentages d'utilisation de la matiere active en decharge.
Les electrodes temoins ont ete obtenues a partir des compositions
suivantes: positive H 2 SQ 4 (d: 1,40) 66 cc H 20 120 cc Pb O 1 kg
negative H 2 SO (d: 1,40) 66 cc 2 4 H 20 120 ce Pb O 1 kg Ba SO 4 0,6
g vanisperce 1,5 g poudre de chene 2 g noir de fumee 1,5 g
Les electrodes conformes a l'invention ont ete obtenues en intro-
duisant dans ces melanges, environ 50 percent en volume, de
polypyrrole en poudre dope par des perchlorates et represente par la
formule l(c 4 H 3 N)+ 0, 33y 0,33 (C 104) l 1 presentant une
conductivite de l'ordre de 80-L cm a
Pour les electrodes temoins, on a obtenu un pourcentage d'utili-
sation de la matiere active, d'environ 60 percent, ce qui pour des
electrodes negatives et positives comportant respectivement 3 g de
plomb ou de Pb O 2 se traduit par des capacites respectives de 0,47 Ah
et 0,40 Ah.
Pour les electrodes conformes a l'invention, le pourcentage d'uti-
lisation de la matiere active etait de 85 percent et les capacites
respectives
2 519191
4 - des electrodes negatives et positives de 0,33 Ah et 0,28 Ah.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitee au mode de reali-
sation decrit ci-dessus.
-
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1/ Matiere active pour electrodesd'accumulateurs au plomb, comprenant
du plomb, ou de l'lead oxide Pb O 2, ou un melange de plomb d'lead
oxide Pb O 2, caracterisee par le fait qu'elle comporte, en volume, de
15 a 50 percent d'une matiere synthetique conductrice constituee par
au moins un polymere dope par des ions, ledit polymere etant choisi
dans le groupe forme par le polypyrrole (C 4 H 3 N)n, le
polyparaphenylene (C 6 H 4)n et le polyacetylene (CH)n.
2/ Matiere selon la revendication 1, caracterisee par le fait que le
polymere dope est represente par les formules: (C 4 H 3 N)Y, y A n lC
6 H 4)y,y A n 1 CH)y y A A n A etant l'ion dopant, y, compris entre 0
et 1, representant la fraction de A par monomere.
3/ Matiere selon la revendication 2, caracterisee par le fait que y
est compris entre 0,02 et 0,35.
4/ Matiere selon l'une des revendications 1 a 3, caracterisee par le
fait que les ions dopant sont donneurs d'electrons et sont choisis
dans le groupe forme par C 104-, Fe C 13-, As F 5-, SO 4, et HSO 4-.
5/ Matiere selon l'une des revendications 1 a 4, caracterisee par le
fait que ladite matiere synthetique est sous forme de poudre dont les
grains presentent un diametre compris entre 1 et 15 microns.
6/ Matiere selon l'une des revendications 1 a 4, caracterisee par le
fait que ladite matiere synthetique est sous forme de fibres
presentant un diametre compris entre 1 et 15 microns.
7/ Accumulateur au plomb dont les electrodes comportent la matiere
acti- ve selon l'une des revendications 1 a 6.
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