LU81561A1 - Pile a depolarisation par l'air - Google Patents

Description

* , DL/FG/NV F0 11357 SAFT LECLANCHS/CIPEL 1 pl.

Revendication de la priorité d'une demande de brevet déposée en FRANCE, /—N ψ le 31 Juillet 1978, sous le N· 78 22 615

BREVET D'INVENTION

PILE A DEPOLARISATION PAR L'AIR Invention de Robert CHEVET

Sociétés Anonymes dites SAFT LECLANOHE et COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES PILES ELECTRIQUES "CIPEL"

La présente invention concerne les piles à dépolarisation par l'air comprenant un bac, une électrode négative disposée contre les parois du bac, généralement constituée par une suspension de poudre de zinc dans un gel électrolytique, une électrode positive disposée dans la partie 5 centrale du bac et un électrolyte gélifié entre les électrodes.

Dans de telles piles on ménage un espace gazeux au-dessus de l'électrolyte et de l'électrode négative pour tenir compte de l'augmenta-’ tion de volume de l’électrode négative lors de la décharge de la pile.

2.

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Cet espace gazeux ne doit pas être en communication avec l’atmosphère car il en résulterait, au repos et pendant les décharges, plus particulièrement » en décharge lente, une oxydation parasite et préjudiciable de l’électrode négative. Il est séparé de l’extérieur par une paroi étanche à l'oxygène 5 qui se raccorde d'un côté aux parois du bac et de l'autre côté au circuit d’aération qui peut, dans certains cas, être constitué par l'électrode positive elle-même. Afin d'assurer l'étanchéité, on dispose une couche de brai au-dessus de cette paroi. Un exemple de telle disposition peut être trouvé dans le brevet français 71 24 029 publié sous le n° 2 143 595. Plus v 10 récemment on a cherché à empêcher l'arrivée de l'air dans l'espace gazeux de l'électrode négative en prévoyant un tube imperméable à l'oxygène pour limiter ledit espace gazeux du côté du circuit d'aération. Quelles que soient les dispositions prises du côté du centre de la pile pour empêcher la communication de l'espace gazeux avec l'extérieur, on constate que la 15 paroi imperméable à l'oxygène se révèle efficace tant que la pile reste au repos, mais qu'il n'en est plus de même lorsque la pile est en décharge. Dans ce cas en effet, et malgré l'existence de l'espace gazeux, le gonflement de l'électrode négative exerce une poussée sur les parois du bac qui, en se déformant, provoquent une fissuration de la couche de brai. Il ' 20 en résulte une entrée d'air qui provoque une oxydation intempestive de l'anode. Ceci est particulièrement sensible lors des décharges lentes ou discontinues.

La présente invention permet de remédier à cet inconvénient.

Elle a pour objet une pile électrique à dépolarisation par l'air 25 comprenant un bac, une électrode négative disposée contre les parois du bac, une électrode positive disposée dans la partie centrale du bac et un circuit d'aération pour cette électrode, un électrolyte gélifié entre les * . · .· « 3.

électrodes et un espace gazeux au-dessus de l’électrolyte et de l'électrode négative limité par les parois du bac, le circuit d’aération et une paroi imperméable à l’oxygène située entre les parois du bac et le circuit d’aération, caractérisée par le fait que ladite paroi imperméable comporte 5 à sa partie périphérique un rebord en gradin qui est soudé aux parois du bac sur son pourtour.

De cette manière, lorsque, par suite du gonflement de l'électrode négative, les parois du bac ont tendance à s'écarter, le pourtour de la paroi imperméable qui est soudé aux parois du bac suit le mouvement des 10 parois en ouvrant les angles du gradin. Il n’y a plus de perte d’étanchéité entre le bord de la paroi imperméable et les parois du bac.

Lorsque la paroi imperméable et les parois du bac sont en matière plastique, les soudures sont faites de préférence par ultra-sons.

L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description sui-15 vante en relation avec le dessin annexé dans lequel la figure unique représente en coupe un exemple de réalisation d’une pile selon l’invention.

La pile représentée sur la figure possède un boîtier en matière plastique formé d’un bac 1 et d’un couvercle 2. A l’intérieur du boîtier se trouvent une électrode positive centrale à dépolarisation par l’air essen-20 tiellement constituée par une masse catalytique 3 à base de carbone divisé, et une électrode négative 4 à base de poudre de zinc disposée contre les parois latérales du bac 1. L’espace annulaire compris entre les électrodes est occupé par un électrolyte alcalin gélifié 5, lequel recouvre en outre la partie supérieure de l’électrode négative. Un circuit d’aération pour 25 l’électrode positive comporte une cheminée verticale 6 ménagée dans la , masse 3 et débouchant dans une chambre d’aération 7 située immédiatement au-dessous du couvercle 2. Celui-ci présente deux ouvertures 8 et 9 4.

* · * i représentées obturées par des bouchons plastiques 20 et 21. Les bouchons doivent être retirés pour faire fonctionner la pile. Les ouvertures 8 et 9 assurent alors la communication entre l'atmosphère extérieure et la chambre 7, qui constituent ainsi une source d'oxygène pour l'électrode posi-5 tive. Dans la cheminée 6 est disposé un élément profilé 10 à section en H, destiné à favoriser la circulation de l'air selon le brevet français n° 72 30 383 du 25.08.72 publié sous le n° 2 197 242. Un fil métallique 11 enroulé en hélice le long de la cheminée 6 et incrusté dans la masse 3 constitue une sortie de courant pour l'électrode positive et est 10 relié à la borne positive 12. La sortie de courant négative est assurée par un fil métallique 13 noyé dans l'électrode 4 et traversant le couvercle 2. La surface libre 14 de l'électrolyte 5 est surmontée d'un espace gazeux 15, qui assure la compensation des changements de volumes dûs aux variations de température et au processus de décharge de la pile.

15 Pour éviter que l'oxygène de l'air pénètre dans l'espace 15, d'où il pourrait venir oxyder chimiquement la poudre de zinc de l'électrode négative, l'espace 15 est séparé de la chambre d'aération 7 de façon étanche à l'oxygène par une paroi imperméable à l'oxygène, constituée par une pièce en matière plastique 26 recouverte d'une couche de brai 17 et ♦ 20 raccordée en son centre à un tube 28 en matière plastique émergeant de l'électrolyte. La pièce plastique 26 est pourvue d'un rebord périphérique en gradin 27 qui est soudé en 30 aux parois du bac 1. Le couvercle 2 vient s'emboîter à l'intérieur du rebord 27 où il peut être soit enfoncé à force, soit collé. La pièce plastique 26 peut être raccordée en 29 à la partie ‘ 25 supérieure du tube 28 par collage, la couche de brai 17 améliorant l’étan chéité, comme représenté sur la figure. Mais elle peut être aussi soudée par ultrasons au tube 28. La partie inférieure du tube 28 est entourée de façon étanche par la masse 3· Cette étanchéité peut être obtenue en * , ï .► .

5.

particulier par le surmoulage de la masse autour du tube. Si par exemple le tube 28 est en polystyrène ou en un copolymère de styrène tel que le copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), et que la masse 3 est réalisée à partir d'un mélange de matière catalytique (carbone), de 5 polystyrène servant de liant et d'un solvant du polystyrène (hydrocarbure chloré, hydrocarbure aromatique, cétone), le solvant dissout superficiellement la matière du tube, ce qui crée une excellente adhérence de la masse.

On voit que, si les parois du bac 1 ont tendance à s'écarter, la * 10 partie du rebord en gradin 27 représentée verticale sur la figure prendra une position oblique. S'il en résulte une fissuration de la masse de brai 17 aux alentours de cette portion, elle n'affecte nullement l'étanchéité de l'espace 15. Il n'y a donc aucune décharge parasite de l'électrode négative pendant les décharges ou au repos.

15 La description qui précède concerne un exemple de réalisation dans lequel l'entrée de l'air dans l'espace 15 est empêchée par un tube central 28 plongeant dans l'électrolyte et relié de façon étanche à la masse catalytique. Mais l'invention concerne essentiellement l'amélioration de l'étanchéité entre la paroi imperméable et les parois du bac et * 20 s'appliquerait tout aussi bien à des réalisations employant d'autres modes de circuit central d'aération et de rattachement de la paroi imperméable à celui-ci.

L'invention comprend aussi les moyens équivalents à ceux de 1'exemple.

Claims (1)

1. 6. ·' . ! f r 1/ Pile électrique à dépolarisation par l’air comprenant un bac, une électrode négative disposée contre les parois du bac, une électrode positive disposée dans la partie centrale du bac et un circuit d’aération pour cette électrode, un électrolyte gélifié entre les électrodes et un espace gazeux au-dessus de l’électrolyte et de l'électrode négative limité par les parois du bac, le circuit d'aération et une paroi imperméable à l'oxygène située entre les parois du bac et le circuit d'aération, carac- * térisée par le fait que ladite paroi imperméable comporte à sa partie périphérique un rebord en gradin qui est soudé aux parois du bac sur son pourtour. 2/ Pile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite paroi imperméable et les parois du bac sont en matière plastique et que les soudures sont faites par ultra-sons. %