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" Perfectionnements aax piles secondaires "
La présente invention se rapporte à des piles secon- daires da genre dans lequel pendant le fonctionnement de la pile. an ou des composés halogènes se dégagent à l'ano- de, et da zinc oa analogue est déposé sur la cathode.
Le but de la présente invention est de procurer des piles perfectionnées de ce genre.
L'invention consiste en une pile secondaire, dans laquelle on emploie un électrolyte contenant des sels d'un élément halogène, oa de plaseurs de ceux-ci antres que ceux da flaor, et ayant une réaction légèrement acide, en combinaison avec une cathode sar laquelle le zinc ou élé- ment analogue se dépose pendant le fonctionnement et avec ane ancede comprenant un élément condacteur, comme par exemple le graphite, qui est substantiellement inattaqaa- ble pendant ce fonctionnement, par l'électrolyte halogène
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employé, lequel électrolyte entoare des grains de carbone, tels qaa des grains de grap@ite, contenue dans une envelop pe orease, à faible résistance,
adaptée de manière à pouvoir être soumise aux efforts tendant à la déchirer et développé. pendant le travail.
L'invention consiste encore en une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dessua, dans laquelle le volame apparent des grains de carbone est considérable, en com- paraison de l'élément cond@cteu qu'ils entourent, et est par exemple dans la proportion de 10 à 1 avec celai-ci. encore
L'invention consiste /en une pile secondaire comme celle mentionnée ci-dessus, dans laquelle l'anode comprend ne petite proportion de charbon actif.
L'invention consiste encore an une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dessas, dans laquelle l'envelop- pe de l'anode comprend de la toile d'amiante avec ou sans une doublure ou couverture de papier filtrant dou de papier nitré filtrant ou de papier d'alleste, et un renfort inerte dans l'électrolyte et résistant à la tension.
L'invention consiste en une pile secondaire comme celle mentionnée ci-dessua, dans laquelle le renfort de l'enveloppe de l'anode comprend da fil oa des bandes de tungstène.
L'invention consiste encore en une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-desaas dans laquelle l'élément conducteur de l'anode, entoarant les grains, comprend une, ou plusieurs barres/de carbone associées, ou non, avec pla- sieurs disqaes de carbone.
L'invention consiste encore en ane pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dessas, dans laquelle l'envelop- pe comprend de l'asbeste à laquelle est associé, par tis- sage ou. autrement, du fil drame matière inerte.
L'invention consiste encore en une pile secondaire,
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comme celle mentionnée ci-dessus, dans laquelle la sarfa- ce de la section transversale de l'anode est allongée, elliptique oa de forme analogie, adaptée de manière à ce qu'elle résiste aux forces internes.
L'invention consiste encore en une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dessus, et comprenant des moyens poar assurer l'accès da mercure au dépôt et l'amalgamation de celui-ci.
L'invention consiste encore en une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dessas, dans laquelle la cathode est construite dans une partie de l'enveloppe ou constitue ane partie de celle-ci, substantiellement comme c'est dé- crit.
L'invention consiste encore an une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dessus, dans laquelle la cathode est perforée, afin de permettre la circalation libre de l'électrolyte.
L'invention consiste encore en une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dessus, dans laquelle la cathode est constraite au moyen de barres ou de fils de zinc ou de fer ou d'une antre matière inerte appropriée, placés verti- calement de préférence; formant une cage entourant ltanode, et préférablement parfaitement amalgamés.
L'invention consiste encore en une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dessus, dans laquelle les élément; constituant la cage susdite comprennent deux ou plusieurs fils fins tordas l'un sur l'antre.
L'invention consiste encore en une pile secondaire, comme celle mentionnée ci-dsssas, et comprenant l'adjonc- tion de traces d'un agent empêchant la formation arbores- cente da dépôt, comme par exemple la colle, le sac d'aloès, etc.
En se reportant aux dessins schématiques annexés:
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La Fig. 1 représente, en coupe verticale et partielle- ment en élévation, une construction convenable' de la pile secondaire conforme à la présente invention;
La Fig. 2 est une vue, en coupe horizontale suivant la ligne A-A de la Fig. 1;
La Fig. 3, est une coape similaire, vue d'en dessoas de la ligne B-B de la F ig. 1;
La Fig. 4 est une coupe verticale et partiellement en él évat ion, diane forme modifiée de la structure de l'anode;
La Fig. 5 est une coupe horizontale, suivant la li- gne C-C de la Fig. 4;
La Fig. 6 est une vue en élévation d'une antre modifi- cation de la structure de l'anode;
Les Fig. 7 et 8 représentent respectivement, en coupe verticale et horizontale, une forme modifiée de la pile complète.
La Fig. 9 représente une coupe verticale partielle- ment en élévationd'une aatre modification diane pile com- plète; tandis que les Fig. 10 et 11 représentent deux formes modifiées de la structure de la cathode,
Pour appliquer d'une manière appropriée la présente invention, et comme c'est représenté aux Fig. 1 et 2, le récipient de l'anode est formé par une gaine cylindrique .! en toile d'asbeste, eette gaineayant an diamètre d'an pouce environ et la toile se recouvrant légèrement saivant le joint.
L'extrémité inférieure de la gaine est fermée par un bouchon b en bois, contre leqael s'appuie une extrémité diane barre de carbone c. Une tige en verre w ajastée dans le bouchon b et introduite dans an trou da disque en cellalold x, sert à loger la partie inférieure da ré- cipient de l'anode. L'extrémité supérieure de celai-ci est
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maintenue en place par une plaque triangulaire en cella- loïdy.
La gaine est pourvue à sa partie supérieure d'un bou- chon en bois qui présente une ouverture centrale pour y recevoir la barre de carbone c. Le bouchon supérieur, ou. chapeau, présente , par exemple, quatre petits tabes d'é- chappement et l'espace compris entre la barre de carbone et la gaine est rempli de grains carboneux d.
Si c'est désira, des grains de charbon actif peavent être mélangés, dans la gaine, avec les grains carboneax%
Le volume apparent des grains carboneux est considé- rable en comparaison de celai de l'élément conducteur c, et de préférence il est dans la proportion de 10 à 1 par rapport à ce dernier.
La partie de la barre de, carbone c, qai s'étend au delà da haut da bouchon en bois est soigneusement isolée da oondact de l'électrolyte, dans cette partie, par exempta en Yenfermant et en la cimentant dans an tabe en verre h.
L'extérieur de la gaine est pourvu d'une série j de fils métalliques disposés longitudinalement sur lesquels an lien k, constitaé par un autre fil, s'enroule en forme d'hélice. Les fils, qui sont en an métal inerte, tel par exemple que le tungstène, s'enroulent à la base de la tige en verre w, comme c'est représenté, et forment an renfort de la gaine, qui évite effectivement sa fracture pendant l'emploi de la pile. La gaine a de préférence une longueur d'environ 10 pouces.
La gaine a de l'anode est doablée intérieurement d'une 00 ache ou de coaches e de papier filtrant ou autre matière semblable appropriée.
D'autres formes de gaine sont représentées aax Fig.
4, 5'et 6. Dans celle représentée à la Fig. 4, trois dis- ques de carbone f sont ajustés sur le carbone central c
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et des tubes d'échappement g sont adjoints.
Aa liea d'employer da fil métallique poar renforcer la gaine de l'anode, on peut employer des bandes métalli- qaes, reliées extérieurement par an fil métallique ou une autre bande.
Si c'est désiré ane matière inerte, telle qu'un fil métallique n Fig. 6, peat aassi être tissé dans la toile constitaant la gaine ou y être incorporée d'antre manière, et cette toile peut avoir la forme d'un raban, tel qae Fig. 6, si c'est désiré.
Aa lieu. d'employer une barre de carbone dans l'anode, on peat faire usage si c'est désiré, de plusieurs de ces barres, avecou sans dispques de carbone, par exemple comme c'est représenté aux Fig. 7 et 8,
Dans certains cas, la gaine de l'anode est constraite, suivant la présente invention, de manière à présenter ane section transversale allongée, elliptiqae oa de forme ana- logae ce qui produit une résistance mécanique radiale éle- vée et enmême temps des bonnes caractéristiques électriques sous cette forme, la gaine peut être convenablement cons- traite au moyen de ruban.
Un exemple de cette constraction est représente aux Fig. 7 et 8 dans lesquelles une gaine allongée d'anode est mai-itenae en place dans an récipient en verre oa en celluloïd q, au moyen de blocs r d'écartement en bois.
Dans cette construction . trois barres de carbone e sont prévues comme éléments de l'anode.
Le récipient extérieur, qui peut lui-même conte- nir la cathode, et contenant l'électrolyte , a de préfé- rence an contoar semblable à celai de l'anode. Dans les cas semblables, il est formé de fer galvanisé à chaud, la surface intérieure étant très soigneusement amalgamée et maintenae ainsi par an excès de mercare restant à la base. de cette enveloppe. Si c'est désira, des poches, des re-
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'bords ou d'antres réceptacles peuvent être prévus afin d'y loger da mercare k libre et permettre son accès fa- elle sur toute la surface intérieure.
Il est avantageux que le mercure employé soit à l'état de pureté. Au lieu d'une enveloppe en fer galvanisé amalgamée, on peat employer une enveloppe en fine amalga- mé.
Un exemple d'une construction semblable est représen- té à la Fig. 1, dans laquelle l'enveloppe de l'anode est montrée introdaite dans uns enveloppa cylindrique en zinc m. Cette enveloppe est formée de feuilles courbées suivant la forme voulue et reliées par an raban ou une toile ± traités de manière à la rendre imperméable. Une pièce s de cette enveloppe s'étend vers le haat et procure la connexion électrique de la cathode, et elle est trait,ée d'une manière semblable, par an raban oa une toile, afin de l'isoler du contact de l'électrolyte.
Dans l'exemple représenté à la Fig. 9, ane enveloppe en cellaloïd s ajustée à an boachon en bois t, est employés 'la cathode comprenant an cylindre ou plaqae !:. en zinc, dont la surface extérieure est fortement recouverte d'un enduit protecteur v d'unemmatière empêchant l'accès de l'électrolyte à cette surface, tandis qu'elle permet li- brement son accès à la surface intérieure.
Une autre forms de cathode convenant à son emploi dans une enveloppe isolée, consiste en une structure per- forée d'une matière conductrice inerte. Cela permet l'ac- cès libre de l'électrolyte à la surface de la cathode et une meilleura circulation sur cette sarface, et il est passible d'augmenter par ce moyen la surface de cette ca- thode, si on le désire. L a structure, qui peut âtre for- mée, par exemple, comme une cage en fil métallique o@ comme deux parois métalliques de cage z. Fig. 7 et 8 est
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de préférence entièrement immerge dans l'électrolyte, des condactears 2 étant soigneusement isolés à l'endroit où ils sortent, hors de la surface de celai-ci.
Si c'est désiré, cette cage peat être constitue en fer galvanisé en treillis à mailles d'un demi poace ,les fils étant tordus l'un @@@@ aatoar de l'antre, comme c'est représenté à la Fig. 10, Un petit excédent de zinc est retena dans les régions de cette torsion, lesquelles agissent comme réservoirs locaux da mercare poar amalga- me r.
D'une aatre manière, an treillis à fils croisés, Fig.
Il ayant par exemple des mailles de 3/8 de pouce, est em- ployé, dont les fils de chaîne et de trame sont respecti- vement formés de deux fils fins tordas ensemble de manière à former des réservoirs locaux menas à mercure, sur toute la surface de la cathode.
Le fil métallique peat être en fer galvanisé amalgamé ou en tout aatre matière inerte appropriée. Par le terme "inerte"employé au cours de la présente description, on doit comprendre la propriété de résister fortement à toute action chimique en présence de l'électrolyte qai a accès à la dite matière.
L'électrolyte comprend, de préférence, une solation aqaease de chlorare de zinc et de bromure de zinc addition- né d'une qaantité suffisante d'acide chlorhydrique poar donner une réaction acide definie avec le ronge da congo.
Dans quelques cas, saivant la présente invention il faut ajoater à l'électrolyte des traces d'an agent tel qae la colle, le sac d'aloès, la colle de pesa, qai tend à éviter la formation d'un dépoô arborescent. On peat aussi parfois ajoater da chlorure mercarique, afin de faciliter la formation de l'amalgame.
On doit soigneusement s'assurer de la pureté des ma-
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tières de la pile; y compris celles de l'électrolyte.
REVENDICATIONS
1. File secondaire utilisant un électrolyte qui con- tient des sels de deux ou plasieurs éléments halogènes aatres que le fluor, cet électrolyte ayant une @@action légèsement acide, en combinaison avec une cathode sar laquelle le zinc ou élément analogue est déposé pendant le fonctionnement de la pile et avec une anode comprenant un élément conduteur par exemple le graphite, substantiel lement inattaquable pendant ce fonctionnement par l'élec- trolyte halogène employé, leqael ent/oare des grains de carbone, tels que des grains de graphite, contenue dans une enveloppe poreuse à basse résistance appropriée de ma- nière à poavoir être soumise aux efforts tendant à la rom- pre, pendant le travail.
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"Improvements to secondary batteries"
The present invention relates to secondary batteries of the type in which during operation of the battery. an or halogen compounds are evolved in anode, and the analogous zinc is deposited on the cathode.
The object of the present invention is to provide such improved batteries.
The invention consists of a secondary battery, in which an electrolyte containing salts of a halogen element, or of plasors thereof other than those of flaor, and having a slightly acid reaction, is employed in combination with a cathode sar in which the zinc or the like is deposited during operation and with an antecedent comprising a conductive element, such as for example graphite, which is substantially unattackable during operation, by the halogen electrolyte
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employee, which electrolyte covers grains of carbon, such as grains of grap @ ite, contained in an envelope pe orease, low resistance,
adapted so that it can be subjected to the forces tending to tear it and developed. during work.
The invention also consists of a secondary cell, such as that mentioned above, in which the apparent volume of the carbon grains is considerable, compared with the cond @ cteu element which they surround, and is for example in the proportion of 10 to 1 with this one. again
The invention consists of a secondary cell like that mentioned above, in which the anode comprises a small proportion of activated carbon.
The invention also consists of a secondary cell, such as that mentioned above, in which the anode shell comprises asbestos cloth with or without a liner or cover of filter paper or nitrated filter paper. or allest paper, and an inert reinforcement in the electrolyte and resistant to tension.
The invention consists of a secondary battery like that mentioned above, in which the reinforcement of the anode casing comprises da wire oa tungsten strips.
The invention also consists of a secondary battery, like the one mentioned above in which the conductive element of the anode, encasing the grains, comprises one or more bars / carbon associated, or not, with disc spacers. of carbon.
The invention also consists of a secondary battery, such as that mentioned above, in which the envelope comprises asbestos with which is associated, by weaving or. otherwise, an inert material drama thread.
The invention also consists of a secondary battery,
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such as that mentioned above, in which the sarface of the cross section of the anode is elongated, elliptical or similarly shaped, adapted to resist internal forces.
The invention also consists of a secondary battery, like that mentioned above, and comprising means for ensuring access da mercury to the deposit and the amalgamation thereof.
The invention further consists of a secondary cell, such as that mentioned above, in which the cathode is built into or forms part of the casing, substantially as described.
The invention also consists of a secondary battery, like that mentioned above, in which the cathode is perforated, in order to allow the free circulation of the electrolyte.
The invention also consists of a secondary cell, such as that mentioned above, in which the cathode is constructed by means of bars or wires of zinc or iron or another suitable inert material, preferably placed vertically. ; forming a cage surrounding the anode, and preferably perfectly amalgamated.
The invention also consists of a secondary battery, such as that mentioned above, in which the elements; constituting the aforesaid cage comprise two or more fine threads twisted one on the other.
The invention also consists of a secondary battery, such as that mentioned above, and comprising the addition of traces of an agent preventing tree formation of the deposit, such as for example glue, aloe sack. , etc.
Referring to the attached schematic drawings:
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Fig. 1 shows, in vertical section and partly in elevation, a suitable construction of the secondary cell according to the present invention;
Fig. 2 is a view, in horizontal section taken along line A-A in FIG. 1;
Fig. 3, is a similar coape, seen from above of line B-B of F ig. 1;
Fig. 4 is a vertical section and partially in élévat ion, a modified form of the structure of the anode;
Fig. 5 is a horizontal section, taken along the line C-C of FIG. 4;
Fig. 6 is an elevational view of another modification of the anode structure;
Figs. 7 and 8 represent respectively, in vertical and horizontal section, a modified form of the complete stack.
Fig. 9 shows a vertical section partially in elevation of a further modification of a complete stack; while Figs. 10 and 11 show two modified forms of the cathode structure,
To properly apply the present invention, and as shown in Figs. 1 and 2, the anode container is formed by a cylindrical sheath.! of asbestos cloth, this sheath having an diameter of about an inch and the canvas slightly overlapping the joint.
The lower end of the sheath is closed by a wooden plug b, against leqael a diane end of carbon bar c. A glass rod w fitted in the stopper b and introduced into a hole in the cellalold disc x, serves to house the lower part of the anode container. The upper end of it is
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held in place by a triangular celloïdy plate.
The sheath is provided at its upper part with a wooden plug which has a central opening for receiving the carbon bar c. The top cap, or. cap, has, for example, four small exhaust tabs and the space between the carbon bar and the sheath is filled with carbonaceous grains d.
If desired, grains of activated carbon can be mixed, in the sheath, with the grains carboneax%
The apparent volume of the carbonaceous grains is considerable compared to that of the conductive element c, and preferably it is in the proportion of 10 to 1 relative to the latter.
The part of the carbon bar c, qai extends beyond the top of the wooden stopper is carefully insulated from the oondact of the electrolyte, in this part, by exempting it by enclosing and cementing it in a glass tabe h .
The exterior of the sheath is provided with a series j of metal wires arranged longitudinally on which an link k, constitaé by another wire, is wound in the form of a helix. The wires, which are made of an inert metal, such as tungsten, for example, wind around the base of the glass rod w, as shown, and form a reinforcement of the sheath, which effectively prevents its fracture during battery usage. The sheath is preferably about 10 inches in length.
The anode sheath is coated internally with a layer or coaches of filter paper or other suitable similar material.
Other forms of sheath are shown aax Fig.
4, 5 'and 6. In that shown in FIG. 4, three discs of carbon f are fitted to the central carbon c
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and exhaust pipes g are added.
In order to employ metallic wire to reinforce the anode sheath, metallic bands may be employed, connected externally by a metallic wire or other band.
If desired an inert material, such as a wire n Fig. 6, peat aassi be woven in the fabric constituting the sheath or be incorporated therein in another way, and this fabric can have the shape of a raban, such as FIG. 6, if desired.
Takes place. to employ a carbon bar in the anode, one can make use if desired, of several of these bars, with or without carbon dispques, for example as shown in Figs. 7 and 8,
In some cases, the anode sheath is constructed, according to the present invention, so as to present an elongated cross section, elliptical or similar in shape, which produces high radial mechanical strength and at the same time good characteristics. In this form, the sheath may be suitably formed by means of tape.
An example of this construct is shown in Figs. 7 and 8 in which an elongated anode sheath is placed in place in a celluloid oa glass vessel q, by means of wooden spacer blocks.
In this construction. three carbon bars e are provided as elements of the anode.
The outer container, which may itself contain the cathode, and containing the electrolyte, preferably has a contoar similar to that of the anode. In similar cases, it is formed of hot-dip galvanized iron, the inner surface being very carefully amalgamated and thus maintaining per year excess mercare remaining at the base. of this envelope. If desired, pockets, re-
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'edges or other receptacles can be provided to accommodate da mercare k free and allow easy access to it over the entire interior surface.
It is advantageous that the mercury used is in the state of purity. Instead of an amalgamated galvanized iron casing, a thin amalgamated casing can be used.
An example of a similar construction is shown in FIG. 1, in which the anode casing is shown inserted in a cylindrical zinc casing m. This envelope is formed of sheets curved in the desired shape and bound by a raban or a canvas ± treated so as to make it waterproof. A piece of this casing extends towards the haat and provides the electrical connection of the cathode, and it is treated, in a similar manner, by a cloth, in order to insulate it from the contact of the electrolyte.
In the example shown in FIG. 9, a cellaloid casing fitted to a wooden boachon, is used the cathode comprising a cylinder or plate!:. zinc, the outer surface of which is heavily covered with a protective coating v of a material preventing access of the electrolyte to this surface, while it allows free access to the inner surface.
Another form of cathode suitable for use in an insulated envelope consists of a perforated structure of inert conductive material. This allows free access of the electrolyte to the surface of the cathode and better circulation over this sarface, and it is possible to increase the surface area of this cathode by this means, if desired. The structure, which can be formed, for example, as a wire cage or as two metal walls of cage z. Fig. 7 and 8 is
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preferably completely immersed in the electrolyte, the condactears 2 being carefully isolated where they exit, out of the surface thereof.
If desired, this cage can be made of galvanized iron in a half-inch mesh lattice, the wires being twisted one by one of the den, as shown in Fig. 10. A small excess of zinc is retained in the regions of this torsion, which act as local reservoirs of mercare poar amalgam.
In another way, with a crossed wire mesh, Fig.
It having, for example, 3/8 inch meshes, is employed, the warp and weft threads of which are respectively formed of two fine threads twisted together so as to form local mercury menas reservoirs, on any the surface of the cathode.
The metal wire may be of amalgamated galvanized iron or any other suitable inert material. By the term “inert” used during the present description, one should understand the property of strongly resisting any chemical action in the presence of the electrolyte which has access to said material.
The electrolyte preferably comprises an aqaease solation of zinc chlorare and zinc bromide with the addition of a sufficient amount of hydrochloric acid to give a definite acid reaction with the congo gnaw.
In some cases, according to the present invention, it is necessary to add to the electrolyte traces of an agent such as glue, aloe sack, pesa glue, qai tends to prevent the formation of an arborescent deposit. Mercaric chloride is also sometimes added to facilitate the formation of the amalgam.
Care must be taken to ensure the purity of the
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thirds of the stack; including those of the electrolyte.
CLAIMS
1. Secondary line using an electrolyte which contains salts of two or more halogenated elements other than fluorine, this electrolyte having a slightly acidic action, in combination with a cathode in which zinc or the like is deposited during the process. operation of the cell and with an anode comprising a conducting element, for example graphite, which is substantially unassailable during operation by the halogenated electrolyte employed, which entails carbon grains, such as graphite grains, contained in a porous envelope of low resistance suitable so as to be subjected to the forces tending to break during the work.