Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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L'invention concerne un accumulateur électrique au plomb à d~ga-
gement gazeux limit~, nécessltant par conséquent un entretien mlnimum.
On sait en e~fet qu~ la fin de la charge et la surcharge d1un
accumulateur électrique au plomb sont génératrices d'électrolyse de l'eau
et qu'il est nécessaire de surveiller et d'ajuster fréquemment le niveau
de l'électrolyte.
A~in de limiter la consommation d'eau on a proposé de mettre en
oeuvre un oatalyseur permettant la synthèse de l'eau à partir de l'hydro-
gène et de l'oxygène dégagés au niveau des électrodes positives et négati-
ves. Cette méthode a une portée industrielle limitée car la réaction desynthèse est exothermique et peut entrainer une élévation de température
dangereuse pour le catalyseur, son support et son boîtier lui-même. De plus
le catalyseur est rapidement pollué par l'arsine et la stibine dégagéq dans
l'accumulateur. Il faut donc prévoir des pièges efficaces pour ces gaz.
Enfin, à faible régime de surcharge, l'eau formée sur le catalyseur peut le
rendre totalement inefficace.
Une autre méthode pour limiter la consommation d'eau en fin de
charee et en surcharge est de réduire l'oxygène sur l'électrode négative.
Pour des rai~ons électrochimiques, le dégagement d'hydrogène devient alors
très faible.
Dans ce but on a proposé des accumulateurs au plomb, dits
étanches, dont l'électrolyte en quantité limitée est pratiquement totale-
ment retenu dans les pores de la matière active et des séparateurs
constitués de fibres non tissées en ~ibres de verre, polyester, etc. Un
tel accumulateur comporte une soupape permettant un fonctionnement sous
pression interne élevée augmentant la solubilité de l'oxygène dans l'élec-
trolyte et sa vitesse de réduction sur les plaques négatives.
On constate que les accumulateurs étanches permettent d'avoir une consom-
mation d'eau négligeable, mais que le fait de limiter la quantité d'élec-
trolyte utilisée entraine une diminution des performances lors des déchar-
ges lentes et rapides. De plus les bacs de ces accumulateurs doivent être
mécaniquement renforcés pour ~ouvoir supporter des pressions internes
élevées.
10~58S
La présente invention a pour but de réaliser un accumulateur au
plomb à électrolyte non limité et à faible dégagement gazeux.
La présente inv~ntion a pour objet un accumulateur électrique au
plomb comportant un bac fermé par un couvercle et contenant un éleotrolyte
acide et un bloc formé de plaques positives, de plaque3 négative~ et de
séparateurs, oaractérlsé par le fait que ledit bloc est enserré dans un
cai~on parallélépipédique plongé dans l'électrolyte dont les deux parois,
en contaot étroit avec lesdites plaques extrêmes, présentent des ouvertu-
req. Les bords de ces ouvertures sont lléQ de manière étanehe aux plaques
correspondantes, par tout moyen approprié du type cordon ou joint collé en
matière souple. Si ce3 ouvertures qont regroupée~ dan~ une zone de chaque
paroi, c'est le bord de cette zone qu'. peut être lié de manière étanche à la
plaque correspondante.
L'agencement de l'invention permet de réaliser une circulation
forcée de l'oxygène vers les électrodes négativeq, et de favoriqer ainsi sa
réduction. L'invention est particulièrement avantageuse lorsque les pla-
ques extrêmes dudit bloc sont des plaqueq négative~.
D'autreQ caractéristiques et avantages de l'invention appara~-
tront au courq de la descr-iption suivante ~aite à l'aide du dessin annexé
qui est une vue schématique en perqpective d'un mode de réalisation donné à
titre illustratif mais nullement limitatif.
Cet accumulateur comprend un bac 1 en matière plastique fermé par
un couvercle 2 égalemént en matière plastique, muni de seq deux bornes
terminaleq 3 et 4 et d'un bouchon-évent 8.
Le bac 1 contient un électrolyte acide, dont le niveau eqt ré~érencé 5, en
même quantité que celle que l'on utilise dans les accumulateurs ordinaire~
de même capacité.
Dans l'électrolyte on plonge un caisson 10 enserrant très étroitement un
bloc formé de plaques positives, de plaques négatives, et de séparateurs.
Les paroiq latéraleq extrêmes du caisson, dont seule la paroi 11 est
visible présentent des ouvertures 12 laissant apparaître la plaque extrê-
me 20 du bloc, qui est de préférence une plaque négative. Le bord de chaque
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ou~erture ~st lié ~ la plaque négative 20 par un joint ou cordon 13 collé
qui empêche les gaz de pas~er entre la plaque 20 et la paroi du caisson
avant de sortir par les ouvertures 12.
Les faces latérales du cais30n 10, telles que la face 11, sont
munies de nervures verticales 14 définisqant avec la paroi interne du bac 1
des canaux de circulation de~ gaz en excès.
Les fûts 16 et 17 des bornes terminaleq 3 et 4 traversent de manière étanche
la paroi supérieure 15 du caisson 10.
Une tubulure 6 fermée par un bouchon 7 est suqceptible de mettre en communi-
cation l'intérieur du caisson avec l'atmosphère. Au cours du remplissage en
électrolyte,il est avantageux d'ôter le bouchon 7 pour evacuer l'air plus
~acilement. Le remplissage complet du caisson en électrolyte peut être
ePfectué plus rapidement directement par le bouchon 7.
La disposition de l'inver.tion oblige les gaz dégagés au cours de la
réaction électrochimique à passer sur les plaques négatives avant de sortir
par les ouvertures 12. Une quantité d'oxygène plu9 importante que dans un
accumulateur ordinaire se trouve ainsi réduite, et le dégagement d'hydrogène
est diminué, la capacité étant cependant conservée. L'oxygene ayant
tendance à monter dans la partie supérieure du caisson 10, on peut prévoir
les ouvertures 12 plutôt dans la partie inférieure du caisson. L'oxygène peut
ainsi se trouver au contact d'une plus grande partie de la surface active des
plaque~ néæatives.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit ci-
dessus.
Selon un autre mode de réalisation, plus simple à fabriquer, le
~oint faisant étanchéité entre le caisson 10 et la plaque extrême 20 peut
être disposé, non pas au niveau de chaque ouverture 12, mais suivant le
périmètre de la zone présentant toutes les ouvertures.
- De manière à éviter à la longue un effritement de la matière active
3 des plaques négatives extrêmes, il est avantageux de prévoir des ouvertures
de faibles dimensions. Il est préférable d'avoir le rapport entre l'aire des
ouvertures du caisson et la surface des négatives extrêmes le plus grand
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,;,. .. . . . . .
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possible, co~patible avcc la solidité du caisson ct l'étanchéité des gaz
entre caisson et négatives edtrêmes. Ce rapport peut être compris par exemple
entre 0,40 et Q,60.
Ainsi d'excellents réqultats ont été obtenus en utilisant un cais-
son avec les Paces percées chacune de 60 trous circulaireq de 12 mm de
diamètre répartis ré6ulièrement dans la zone intérieure à la zone d'appui des
plaques négatives extrêmes sur oes faces. L'aire des ouvertures correspond
à 67 cm2 pour une ~urface de plaque négative extrême de 152 cm2, soit un
rapport de 0,44. L'étanchéité était a3surée par un cordon de plastique souple
entourant la zone percée.
Par ailleurs, les nervures verticales 14 peuvent être remplacées
par une feuille poreuse de séparateur comprimée entre le bac 1 et le
caisson 10. Cette reuille, tout en permettant la circulation des gaz en
excès, retient la matière active de la plaque extrême 20 qui risquerait de
s'effriter au niveau des ouvertures 12.
Exemple : On a comparé les performances d'un accumulateur selon
l'invention et d'un accu~ulateur ordinaire comportant chacun quatre plaques
positives, cinq plaques négatives et la même quantité d'électrolyte. Ces deux
accumulateurs présentent tous les deux une capacité de 30 Ah. On a mesuré les
d~bits gazeux dégaeés au cours d'une surcharge à courant con~tant, et les
pertes de poids pour contrôler les quantités d'eau consommées. Si on note I
(en ampères) le courant de surcharge et r (en pourcents) le rapport des
consommations d'eau on a obtenu :
~.
I (A) 0,03 0,15 1,5 3
r % 3 3 3 10
Afin de diminuer encore le dégagement gazeux, on pourra utiliser
des méthodes connues : mise en oeuvre de plaques dont les grilles sont en
alliage de plomb pauvre en antimoine, ou même ~ans antimoine, bouchon-évent
s'ouvrant sous l'ePret d'une faible pression, etc.
Avantageusement, on utilisera également des séparateurs de grande
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porosité, par exemple SOU5 forme de feutre en fibre~ polyester non tissé et
remplissant l'espace entre les plaques. Autrement dit les séparateur~
portent contre deux plaques en V.i9 à vi~ par la totalité de leurs faces
opposées.
De tels séparateu.s poreux assurent une meilleure rétention de
l'acide sulfurique, ce qui conduit à une pluq grande surface d'échange avec
l~s plaques adjacentes et donc à une meilleure décharge ; d'autre part ils
contrecarrent la tendance à monter qu'ont les gaz et favorisent ainsi les
contacts desdits gaz avec les plaques adjacentes.
On pourra, sans sortir du cadre de l'invention remplacer tout moyen
par un moyen équivalent.
