Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
La presente inventian ~st du do~aine das générateurs electro- -
chimiques dont les ~lectrodPs et le séparateur formant un bloc compact.
Elle s'appliqus an particuller aux een~rateurs ds forms cyllndriqus
dans lesquels le bloc est enrnul~ en spirale.
Lss génkrateurs de ce typQ comportent g~néralement un boltier
constitué d'un bac métallique en forme de godet fermé par un couvercle,
le bord du ~odst étant rabat~u sur la périphérle du couvsrcle pour
assurer l'étanchéité de la fermeture. Le couvercls peut êtrs soit sn
matière plastique, soit sn métal, sa périphérie étant alors sntourés
d'un Joint d'étanch~ité sn matière plastiqus ou sn élastomère. Pour qus
la fsrmsturs étanch~ puisse ~trs alnsi r~alisés, il faut que le couvercls
trouvs un appui fsrme st stable. Cst appui sst habituellsmsnt fournl
par un épaulemsnt intérleur du godet, obtenu par une opération appelée
moulurage, qui consists 3 enfoncsr localemsnt la paroi du godst en
,
formant ~ l'extérieur uns gorge annulairs.
Il est souhaitabls ds supprimer cetts opération de moulurags
qui complique le montage dss génératsurs et qui sn outrs sst tres
délicate, car si ellP est mal faite elle ris~us de conduirs à un
percemsnt du godet, soit dirsctemsnt, soit, en raison ds la contrainte
méC:nique creé:, sous l'action corrosive de l'élsctrolyte.
Le brsvst francais n 70 23 1~ du 23 Juin 1970, publié sous
. .. .
1 1Q n 2 094 491, proposs un générateur dans lsquel les lisières dss ; -
électrodes des dsux polarités font saillie respectivement aux extrémitss
opposées du bloc æt sont r~pliés: ssnsiblem:nt à angls droit pour
; constitusr dss surfac:s d'appui.
Dans un tel générateur si on exerce un effort important sur
ceS lisieres dans la dirsction longitudinale du bloc, cslui-ci risqus
. .
da s'affalsser par glissemsnt dss électrodss l'une par rapport à l'autre. .` ~ ~
.,, ,, . ::
L'inventlon a pour but de remédier à cet lnconvénient. -
; . : ,-
Elle a ~galem:nt pour but ci'amélior0r et de simplifier le
connsctags des électrodes.
Elle a pour obJst un générateur électrochimique comprenant un
,~ . i
,, . ,, . " . . . . . ..
:,, : , :
bloc coNpact forme d'une première élet^itrode d'unP prEmibre polarit~,
d'uns seconde électrode de polarité opposés et d'un séparateur, æt un
bo~itier constitué d'un bac métallique pr~szntant un fond et un bord,
fermé par un couvercle, 1B bord du bac étant rabattu sur la périphérie ~ -
du couvercle, caractériSé par le fait que les lisières de ladit~ premièra
électrode font saillle aux extrémités opposées dudit bloc et offrent des
~. ~.. , ~ . .
surfaces d'appui respectivement pour 18 fond du bac et pour le couvercle. ~
Les surfaces d'appui ainsi créées permettent au bloc d'électrodes ~ ;
de supporter sans risque de glissement l'effort de fermsture. Les surfaces `~
d'appui peuvent etre fournies par les tranches dzs lisières.
Alternativement les lisières peuvsnt etre repliées sensiblement à angle
droit" comme décrit dans le brevet n 70 23 1B4 du 23 Juin 1970, publié
50US le n 2 094 491, pour constituer les surfaces d'appui.
L'effDrt exercé par le couvercle sur 1BS lisières de la première ~1
électrode peut être en outre mi~ ~ profit pour réaliser le connsctage de
.
cstts électrods. A cet effst, lorsque le couvercle est métalliqus et
. .
'J~ constitue la borne de la premlère polarité, et qu'un ~oint d'isDlement et ~ - -
d'étanchéité sntoure alors la périphérie du couvercle st le sépare du~ ;
~i bord du bac, ce couvercle peut êtrs en contact direct avec les lisières,
20 ~ Il peut en outre leur ~tre soudé. AIternativemsnt, les llslères peuvent;
etrs en contact avec uns piècs de connexion soudée au couvercle.
Lorsque le couvercle est ~lectriquement isolant, les~lisières peuvent
égalem:nt 8tre en cont:ct~:v:c un: plèc: d: conn:xion soudé: à une bDrne
traversant le couvercle. La pièce de connexion peut en outre 8tre~soudée
2tUX Iisières de 1'électrode.
'~ ' : : ~ ,;: .
6~ Dan: le générateur selon l'invention, la plece de connexion
soudée ou non aux lisières de l'électrode peut présenter des bords replies
en direction du bloc comme décrlt dans 18 brev:t n 70 24 413 du s
1er Juillet 1970, publié sous le n 2 097 301. ~ `
. .~
quant à la borne de la seconde polarité, elle peut etre réalisée
suivant plusieurs variantes. Si le bac métallirue du générateur est en
contact direct, par exemple par sa paroi latérale, avec la seconde élec- -~
" . " .. ,., .. ,",. .,. : . ,. . , , .. : .. , . , . . . . : .
~0~
trode, il peut constitwer la borne de la saconda polarit~. Salon un mode de
réalisation particuliErement avantageux, applicable aux générateurs à
électrodes enrculées en spirale, une extr~mit~ cle la seconde slectrode
est liés électriquement par soudure, rivetage, ou tout autre moyen à un
noyau métallique central autour duqu01 est effectué l'enroulemsnt en
5pirale.
Une sxtrémité du noyau peut être en contact avec le bac ou le
couvercls qui constitue la borne de la seconde polarité.
Une extrémité du noyau peut aussi traverser la bac ou le couvercle `~
du gsnérateur pour constltuer la borne de la seconde polarité.
Sl le noyau traverse le couvercle ou le bac, la traversée peut :~
également fairs fonction de soupape gr3ce ~ une lèvre annulairs s'appuyant
élastiquement sur la surface latérale du noyau.
O'autrss d~tails de l'invention appara~tront clans la description
qul va suivre de quelques sxsmples de réalisatlon, donnés à titre illustra-
tif et non limltati~, sn regard du dessln annexé rJans lequel :
.. ..
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une première
varlante d'accumulateur selon l'inventlon, à couvsrcle et bac métalliques,
- la figure 2a~est~une vue partielle schématique en coupe d'une
2~0 seconde varlante de réalisation, a bac et à couvercle métalliques,
- la figurs 2b illustro en perspective une pièce de connexion
:
gppartenant ~ l'accumulateur de la flgure 2a,
les figures 3 et 4 sont des vues partlelles schématiques en ~-~
coupe d'une troisième et d'une quatriems variante,
- la flgure 5 représente schématiquement en coupe une varian~e
d~accumulateur où les ~lectrodes sont ænroulé2s autour d'un noyau central
métallique,
- la ~lgure 6 représente schématiquement en coupe transversale
le noyau et les extremité5 des électrodes et du séparateur de l'accumulateur
de la ~i~ure 5, avant enroulement,
- la figurB 7a illustre sch~matiquement en iOUp8 l'extrémité
d'une électrode positive avant enroulement et le noyau d'une variante de
~ '
: ~ 3 -
, r ~
l'accumulateur ds la figur~-3 5, l'électrode nf~f~,ative et le ssparateur
n'étant pas représentf~6s,
- 1BS figures 7b st 7c sont des vues an coupe transversale homo~
logues ds celles de la flgure 6, relativss 3 deux étapes du montags de la -
variante de la figurs 7a,
,~ - la figurs 8 sst une vue en perspe_tive ds l'extrffmlté d'une 7
lectroda posltive avant enroulement eft du noyau d'une autre variante,
- la figurs 9 représente schématiquement en coupe une autre
':- , .
variants d'accumulateur avec couvercle isolf~nt et noyau central métallique
1l3 formant soupape avsc le couvsrcle~
`~ L'accumulateur représenté 3 la figure 1 comprend un bloc compact
I formé d'une électrods positive 1l, d'une électrode négative 2 et d'un sépara-
i teur 3, enroulés en splrale, et un boltier formé d'un bac métallique 4 et
d'un couvercle mstallique 5 en forme de disque, isolés l'un de l'autre par
un ~oint d'étanchéité B. `~
f ~ ~ Selon l'invsntion, les lisières 7 et 8 de l'élec~roda positive
f , ~ ~
~ ~ 1 font saillie respectivement aux deux extrémités du bloc, la lisière 7 ;~ -
`` a'appuyant par sa tranche sur le fond du bac par l'intermédiaire d'une~
feuills isolante élastique 9, tandis que le couvercle 5 s'appuie directement
~ 20~ sur~la tranche de la lisière l3.
f~
f~ ; Le~boro 10 du bac 4 est rabattu =ur la p:rlphéri= du couvercle en cofTprimant
le Joint 6. La disposition selon l'invention permet au bloc d'électrodes
~; ds aupporter sans glissement la pression exe6rcée par le bord 1L' e~ transmlss
f;~ par~ie couverole. Cette pression assure en outre un bon contact electriqus ~ ~'
f~ sntre la lisière 8 et le couvercIe 5, qui oonstitu= la borne positive~d= ;
l'accumulateur. Ce contact peut encore ~tre afr3lifDré par ~oudage éleftriqus. ~;
'- ~ Læ f=uill= 9 isole la liBière 7 du fond du ba~ 4, qui est =n contact par ~a
I pafroi latérale avec la spire extérieure de l'électrode n~fgative 2, et qui
,f ~ oonstitue ia borne négative d= I'aocunulateur. L'élasticit~ de la feuill= 9
- 30 protège les lisieres 7 et ~ contre la détérioration lors du montage de
l'accumulateur. Cette ~euille pourrait également etr2 rigide, ce qui exigerait
.
f des précautions au montage.
f
' '. ., ~ . ,,. ' ; : ~,
Les électrodes 1 et 2 sont par exemple constituées d'une 3me
conductrlce telle qu'un feuillard d'acier nlckelé, recouvert d'une couche
de métal fritté imprégnés de matière active, les lisiares de l'électrods
positlve étant cellss de l'âme conductrice, non revetue à ces endroits.
A la figure 2a les memes références sont utilisées qu'à la figure
1 pour désigner des éléments identiques. La couvercle 5 de l'accumulateur
qui y est représsnté s'appuie sur la lisière ~ de l'électrode posltive par
l'intermédiairs d'une pièce de connexion 20 lcf~ figure 2b) soudée au ~
couvercle et présentant des bords 21 repliés en direction du bloc, selon le ~ `
10 brevet français n 70 24 413 précité, Les borda 21 sont ds préférencs soudés
3 la lisière B. L'accumulateur comporte une soupaps formée d'une pastille Z2
en élastomère obturant un orifice 23 du couvercls 5 et maintenue par un
capot 24 soudé au couvercle, -~
'I L'accumulateur représenté à la figure 3 comporte des éléments
communs avec ceux des figures 1 et 2, désignés par les memæs références.
~i Le couvercle métallique S dss exemples précédents est ici remplacé par un
`ll couv:rcle plastique 35 traversé par une borne-soupape conforme :u brevet
français n 73 28 850 du 7 Août 1973 publié sous le n 2 240 3eg. Cette
borne-soupape est formée d'un rivet creux 36, d'une pastille d'élastomère ;, ~ , , ~,
20 22 obturant l'orifice 33 du rivet 36 et un capot métalliquz 24 soudé à la
t~te du riv:t at maint:nant la pastille 22. Le rivat 36 est serti sur une
;~ pi~ce de connsxion 20 semblabls 3 celle de la figure 2. Il peut en outre
; !
!~ êtrs soudé 3 cett: piècs de connexion. ~ ~;
,~ L'accumulateur montré à la figure 4 diffère de celui de la figurs
1 en ce que dans les lislères 7 et B de l'électrode positive 1 sont découpées
deS patte5 respectivement 47 et 48 qui sont repliées sensiblement à angle
' ' ~; :' .
droit pour former des surfaces d'appui, de la façon décrite dans 18 brevet
françals n 70 Z3 1fi4 précité. Ces surfaces présentant une certaine élas~
ticité, la feuille 1501ante ~ peut sans inconvénient en être dépourvue.
Des changements peuvént être apportés aux r2alisations précé-
dente5. En particulier la connexion 20 à bords repliés des figures 2 et 3
peut ~tre re~lace2 par une connsxion dif;érente, par exemple l'une de ~ --
5 -
- . .. ~.. ........ . . .... . .
," ,, " '"' ' ' ' ,: ','' ~' ', :
. .
celles décrites dans le brevet n 1 415 519 du 1~ Juillet 1963, le brsvet
n 1 510 a27 du 1er Avril 1966, 19 bravet n 965,~35 du 8 Avril 1975 st le
brevst n 71 38 821 du 2~ Octobrs 19710 publlé SDUS 1B n Z 15~ 692. Une
connexion peut ~galemsnt ~tre interposée sntre le couvercls st la lisière
de l'accumulateur ds la figure 4.
La description de la borne-soupape de la flgure 3 ne présente - ;
elle non plus aucun caractère limitatif. Cet organe peut être rsmplacé
par une borne d'un type different, falsant ou non office de soupape.
~:
Par ailleurs l'une ou l'autre seulement des lisières 7 et 8 de
10 l'slectrode positive peut être repl~ke comme illustré à la figure 4,
l'autre offrant une surfacs d'appui par sa tranche.
. .
Enfin, les polarités peuvent etre échangées.
LBS différentes variantes qul viennent d/8trs décritss sont `~
`~ appliquées 3 des accumulateurs à électrodes splralées ~ bisn entsndu ces -
variantes psuvent stre transposées à des accumulateurs à électrodes planes
emPilees dans un boltler parallélépipédique.~ Au contralre, les exemples qui
;~ .
`! Suivent ne concernsnt que les accumulateurs à~ électrodes spiralées.,, : .~ : :
`' Ainsl, l'acoumu1ateur représenta à la figurs 5 comprend un blnc
comPact formé d'une éleotrode positive 51,~ d'une ~lectrode négative 52 et
~; 20 d'un séparatsur 53, enroulés n spirals autour d'un noyau m~tellique 54,
st un boitiær formé d'un bac métallique 55 et ~d'un couvercle métalllque
56, isolés 1'un de l'autre par un ~oint d'2tanchéits 50. L'extrémité 57
du noyau 54 est en contact avec une partie emboutis 5~ du bac 55, qui
: ..
constitue la born~ po~itive ds l'accumulateur, L'extrémité 57 peut atre
3~ engagée à force ou soudée dans la partie 58.
" ~ :
Les lisières 59 et 60 de 1' électrode négative font salllie respectivement
aux deux extrémltés du bloc. La tranche de la lisiùre 59 s'appUie sur le ~ n
fond du bac 55, par l'intermédlaire d'une rondells isolante élastique 61,
tandis que le couvercle 56 s 'appuie sur la tranche de la lislèræ 60.
La disposltion de cette flgura peut~ être modlfiée de tslle sorte
que le bac et le couvsrcla constltusnt raspectivsmsnt les bornss négative
et posltiva de l'accumulateur. Le couvercle ssrait alors en contact avec le
- 6 ~
,
7~ ~
noyau e-t isole de la lisière de l'électrode né~ative, 18 bac en contact avec ;~`
la lisibre de l'électrode negative et la spire extérieure de celle-ci.
L'isolement entre bac et couvercle et entre lisière st couvercle pourrait `-
alors atre assuré par une mems pièce. Par ailleurs, l'élément du bo~tier
en contact avec le noyau pourrait ns pas présenter de partis e~;ooutis
analogue 3 sa et avoir une surface plane de contact avec l'extrémlté du
noyau,
La lialson électrique entre l'électrode positlve 51 et le noyau
54 peut 8tre assurée par différents moyens, dont quelques-uns vont main- ;
tenant être décrlts,
La ~igure 6 montre en coupe transversala, avant enroulement, le
noyau 54 st lss sxtrémités, destinées 3 ss trouver à l'intérieur de la
i spirale, des élsctrodes 51 st 52 et du séparateur 53 de l'accumulatsur.
Liextrémité de l'électrods positive 51 présente une portion 71 dépourvue
de matièrs activs. Cstte portion appartient par sxempls ~ une 3me conduc~
trice, qui peut ~tre un feuillard d'acier nickelé, recouverte par ailleurs
dpuns couche de métal ~ritté imprégnée ds mat;ière activs. Cette portion 71
est soudée par points au noyau 54. Sur l'électrode 51 sont empil~ss succ8s-
sivement une premlère bands de séparateur 53a, l'électrode né~ative 52 et
~ 20 une seconde bande de n~parateur 53b, l'extrémit~ de l'slectrcde 52 étant en
rstrait par rapport à celles des bandes de séparateur. Si on fait tourner
le noyau 54 dans le sens de la flache, les électrodas et le séparateur
~ nroulent autour et on obtient une spirale dans laquelle l'électrods `
i négatlve sst lsolée de l'slectrode positive st du noyau 54, qui constitue
une connexion pour cslle-ci, par le ssparatsur~
Dans la variante dss ~igures 7a à 7c, le noyau 54' comporte des
ergots 30 formks par déplacement de métal au moyen d'un outil qui laisse ~ ~`
~e5 emprsintes en creux 31~ La portion 71 de l'électrode positlvs comporte
des psr~orations 32 dans lesquelles s'engagent lss ergots 30, après quoi
leS ergots sont déform~s sn t~tes de rlvets 33 pour assursr une bonne
liaison électr$que.
L'électrode négative et le SéparAteUr peuvent^bre disposés comme à la
.
. . ' . . . .~ .:
. :
~ .
figure 2, et l'ensemble enroulé de la m~me manière.
Dans les variantes qui viPnnent d'être décrites, la portion 71
de l'electrode posltive dépourvue de matièrs active est 90US forme d'une
bande parallèlP au bord intérieur ds l'électrods. Les m~mes modes de
liaiSon peuvent Btre appliqués avec une portion sans m3tière active formée
de bandes perpendiculalres au bord intérieur,
Dans la varlante d~ la figure B, le noyau 54~ présents une fente
longitudinale 40, dans laquelle l'extrémité de l'électrode positive s'insère
comme dans cslle d'une clé 3 sardlnes. Elle peut en outre atre soudée aux
parois de la fenteO
,:
Dans la variante d'accumulateur lllustrée par la figure 9, les
llsière5 des ~lectrodes sont en contact direct avec le fond du bac qui ~ `
onstituera la borne de la premlère polarité de l'accumulateur, la sortie
de courant de la polarité opposée étant assurée par le noyau central.
Dans cette figure, des ré~érences sont empruntées à la figure 5 ~ ~r~
pour désigner des ~l~ments identiques. Le boitier est formé d'un bac mætal~
lique 65 et d'un couvercle plastique 66, Le noyau 64 métallique est en
~ contact avec l'extrémité de l'électrode posltive 51, et sert de connexion
j~ pour cette dernière. L'extrémité 67 du noyau 64 traverse le couvercle 66 et `~ :
"~`
constitue la borne positive de l'accumulateur. Une l~vre annulaire 6a du ~:
couvercle s'appuie ~élastiquement sur la surface latérals du noyau 64,
formant une soupape pour l'évacuation des gaz dégagés dans l'accumulatsur.
Le couvercle comporte sn outrs dss srgots 69, par sxempls au nombre de 4,
qul s'engagent dans une gorgs annulaire 80 ménagée dans le noyau pour
assurer l'immobilisation du noyau et du bloc d'élsctrodss dans la directian
xiale. Le passage des gaz reste possible ie long du noyau, entrs 1BS
ergots. La spire extérisurs de l'électrods négative 52 est en contact avec
la paroi latérals du bac 65, qui constitue la borne négativs ds l'accumu~
lateur.
0 Comme ~ la figurs 5, les lisi~res 59 et 60 de l'électrode
négative 52 font saillle respectivEment aux deux extrémités du bloc. La
lisiere 59 s'appuie directBment sur le fond du godet 65, qui constitue la
- B -
,
.
'' '''"- . ~
7S ::
borne négative de l'accumulateur, tandis que le couvercle 66 s'appuie sur
la tranche 60. Le système d'immobilisation du noyau ~4 par les ergots 69
et la gorge 80 n'est pas indispensable, ~ moins que l'accumulateur soit
Soumis à des efforts mécaniques ou à des vibrations lmportantes.
L'inventlon n'sst pas limitée aux exsmples précédents. Ainsi
l^uns au moins des llsièrss pourrait etre fendue st rabattue sensiblement
à angle droit co~e enseigné par le brevet français n~ 70 23 184 du ~ -
23 Juin 1970, publis sous le n 2 094 491.
Les polarités du générateur pourraisnt également être lnverséss,
le noyau étant lié à l'électrods négativs.
.
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