Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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La présente invention concerne une pile alcaline o~ la
matiere active negative se presente sous la forme de zinc à l'état
divisé, et plus particulièrement une pile où l'électrode négative
est disposée contre le boîtier de la pile, comportant un indicateur
visuel de l'état de charge.
Il est souvent souhaitable pour un usager de connaître
l'état de charge d'une pile, c'est-à-dire la capacite restant dis-
ponible dans cette pile à un moment determine. C'est le cas lors-
que l'on doit prevoir à l'avance l'epuisement des piles ou encore
lorsque l'on che~he à détecter les causes d'une panne d'un appareil
alimenté par piles.
On a proposé à cet effet dans le brevet américain No
2,980,754 de munir une pile d'une couche isolante, extérieure à
l'électrode négative, qui change d'aspect lorsqu'elle est atteinte
par l'électrolyte fuyant à la fin de la décharge. Cette disposi-
tion présente l'inconvénient de prévenir trop tard l'usager, puis-
que l'électrolyte a dejà commencé à fuir. Par ailleurs, on connaît
une pile électrique à dépolarisation par l'air comprenant une
enveloppe extérieure dont au moins une zone transparente rend vi-
sible de l'extérieur le front de décharge de l'électrode négative,la matière active n~gative étant du zinc pulvérulent en suspension ~ ;
dans un gel. Une telle observation est rendue possible par le
fait que les constituants acti~s de la pile sont empilés ortho~o-
nale~ent ~ la paroi lat~rale de l'enveloppe et donc que la décharge
pro~resse sensiblement selon un plan perpendiculaire à ce~te paroi.
Dans une pile cylindrique (dans les cylindres il est bien entendu
q~e qont compris aussi bien les prismes qui sont des cylindres à
directrice polygonale, que les cylindres au sens usuel du terme, à
directrice circulaire) où les composants actifs se présentent sous
~orme de cylindres embo~tés l'un dans l'autre, même si l'électrode
né~ative occupe une position périphérique et l'électrode positive
une position centrale, il n'est pas possible de suivre le front de
, .
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decharge selon ce procede puisque le front de decharge est repre-
sente par une surface cylindrique parallèle à la surface interne
de l'electrode negative et donc invisible à travers les parois.
La presente invention a pour but de permettre de repérer
l'état de charge dans de telles piles.
La présente invention a donc pour objet une pile elec-
trique comportant une enveloppe exterieure presentant au moins une
portion transparente à travers laquelle est visible un indicateur
de decharge, une electrode négative dont la matière active est a
base de zinc divise et qui est situee au contact de l'enveloppe
au moins au voisinage d'une partie transparente de celle-ci, un
electrolyte alcalin et une electrode positive, caractérisee par le
fait que ledit indicateur de décharge est constitué par une feuil-
le perforée en un matériau choisi dans le groupe du cuivre et de
ses alliages colores, visible par la portion transparente et en
contact avec la matiere active negative impregnee d'electrolyte,
la position de ladite feuille dans la matiere active negative etant
choisie en fonction de l'etat de decharge a reperer.
Un mode de realisation prefere de la présente invention
sera décrit ci-après avec reference a la figure unique annexee
qui illustre, en coupe, une pile a dépolarisation par l'air avec
indicateur de charge.
Cette pile qui peut avoir aussi bien une forme prismati-
que que la forme d'un cylindre à base circulaire, comporte un bac
en matiare pla~tique 1 ferm~ par un couvercle 10 presentant un
ori~ice 11 d'a~ration. Des bornes 12 et 13 respectivement positive
et n~gative emergcnt du couvercle 10.
Le bac 1 contient une electrode negative 4 dont la masse
active est constituee par de la poudre de zinc en suspension dans
3Q un gel approprié, par exemple de la potasse gelifiee. Un électro-
lyte 6, constitue par exemple de potasse gelifiee, recouvre entiè-
rement llelectrode negative de manière a la proteger contre une
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eventuelle arrivée d'air et a empêcher les courts-circuits avec
l'électrode positive au cours de la décharge. Une plaque de fer-
meture en matière plastique 2 s'appuie sur l'électrode positive 3
occupant une position centrale. Les références 15 et 14 illustrent
respectivement la cheminée centrale d'aération et le collecteur de
courant de l'électrode positive 3, ce dernier étant constitué par
un tube d'acier perforé.
Selon le mode de réalisation illustré, une ouverture 5
est ménagée dans une portion de la paroi latérale du bac 1 adja-
cente à l'électrode négative 4. Dans cette ouverture est inséréun support 8 en matiere plastique transparente, telle que du
styrène acrylonitrile, ou du polystyrène cristal, qui porte sur
sa face interne une feuille en forme de disque 7 en feuillard de
cuivre perfore et ondule, incruste dans la masse anodique de
l'electrode 4. Lors du montage de la pile, le disque de cuivre 7
entre en contact avec la masse active negative et se recouvre
d'une pellicule de zinc. Comme le disque est ondule, sa face vi- ;
sible de l'extérieur n'est pas entièrement plaquee contre le sup-
port 8, et comme il est perfore, cette face se recouvre de zinc
de la m8me faQon que la face tournee vers l'interieur de la pile:
tout le disque a vire du rouge au gris. Pour la clarte du dessin
on a considerablement amplifi~ les ondulations du disque 7: en
realit~, un disque d'~paisseur 0,1 mm presente par exemple un
encombrement lateral de 0,5 mm, l'~paisseur de la masse active
~tant de 7 ~ 10 mm. ~an~ cette realisation, les perforations de
la plaquette ont ete obtenues à l'aide d'aiguilles et sont donc
tr~s fines.
~ u cours de la decharge, le front de transformation du
zinc en oxyde de zinc se deplace depuis la surface interne de
l'~lectrode negative vers sa surface externe. Au moment o~ le
front d'oxydation arrive au contact du disque de cuivre 7, le
zinc d~pose sur le cuivre est oxyde et la couleur rouge du cuivre
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. . ,
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réapparalt. Si l'on appelle e la profondeur a laquelle est enfon-
cé le disque de cuivre 7 dans l'électrode negative 4 on peut dire,
lorsque la face externe du disque 7 est redevenue rouge, que le
front de decharge est situé au niveau d'une surface cylindrique
distante de e de la paroi interne du bac 1. Si E désigne l'épais-
seur de la masse négative, EEe désigne le taux de décharge que
l'on détecte. On fixe donc la valeur de e en fonction du taux de
decharge que l'on désire détecter, par exemple en faisant coulis-
ser le support 8 a l'intérieur de l'ouverture 5 préalablement au
collage.
A titre d'exemple, pour une pile a dépolarisation par
l'air de 360 Ah de capacité nominale on a choisi une profondeur e
sensiblement égale au dixième de l'épaisseur E et on a observé un
changement de couleur de l'indicateur pour une décharge à 335 Ah,
ce qui correspond sensiblement aux 9/lOièmes de la capacité de la
pile qui a été trouvée égale à 365 Ah.
Le disque 7 de la variante illustree est ondule, ce qui
permet de le colIer en plusieurs points sur le support 8 sans le
plaquer sur ce support; mais il peut être plan et fixe par tout
autre moyen approprie. Comme cela a eté dit, la feuille perforée
peut être une toile, tramée ou pas, du m~tal deploye, etc. Le
materiau peut 8tre un alliage colore du cuivre, tel que le laiton,
auquel cas la couleur n'est plus rouge, mais jaune.
Bien entendu, la variante de reallsation illustree et
d~crite ci-dessus n'a ~t~ dQnnee qu'à titre d'exemple. Si l'on
pr~voit un bac 1 en matière plastique transparente, il n'est pas
n~cessaire de mettre en oeuvre une fen~tre et un support transpa-
rent, le di~que de cuivre pouvant être fixé alors directement sur
la paroi interne du bac. En outre, la disposition des composants
de la pile en cylindres ~ou prismes) embo~t~s n'est pas nécessaire
l'invention.
Enfin, l'exemple décrit montre une pile à depolarisation
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par l'air, mais une pile alcaline a dépolarisant solide tel que
le bioxyde de manganese est également susceptible de comporter
l'indicateur selon la présente invention.
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