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Elément à oxyde de mercure.
La présente invention se rapporte à la fabrication des piles électriques primaires et plus particulièrement à. celle des éléments tels que ceux employant le système HgO/KOH/Zn qui nécessite une électrode négative de grande surface si on désireobtenir un débit important en ampère-heures d'un élé- ment de dimensions modérées.
Selon l'invention, une électrode négative pour de tels éléments est constituée par une pile de rondelles d'un métal approprié écartées pour permettre à l'électrolyte d'accéder à leur surface et reliées électriquement par une enveloppe con-
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ductrice entourant lesdites rondelles et faisant bon contact à leur périphérie. Une électrode positive entourée par un mé- lange dépolarisant remplit l'ouverture centrale prévue dans le montage des rondelles.
Dans le ces d'un élément du type sec, les rondelles du montage de l'électrode négative sont écartées par des rondelles de matière absorbante imprégnées d'électrolyte.
L'invention comporte en outre des méthodes pour monter et relier les rondelles métalliques afin de former une électro- de négative pour fabriquer uneélectrode positive assurant une grande surface de contact avec le dépolarisant et qui soit en rapport avec la grande surface de l'électrode négative consti- tuant la caractéristique mentionnée ci-dessus pour cette fabri- cation, et d'autres caractéristiques de constructionpour les éléments électriques du type sec, et particulièrement pour les éléments employant un dépolarisant à oxyde de mercurey un élec- trolyte constitué par la potasse caustique, une électrode posi- tive en carbone ou en fer,
et une électrode négative en zinc qui contribue à permettre de profiter pleinement de l'avantage résultant de la construction de l'électrode négative et d'autres caractéristiques mentionnées ci-dessus.
L'invention est décrite ci-après en se référant aux des- sins ci-annexés dans lesquels:
La figure 1 montre à titre d'exemple en coupe longitu- dinale un mode de construction d'un élément sec constituant une forme de réalisation de l'invention.
Les figures 2 et 3 montrent des exemples d'une forme de rondelle avec laquelle on peut établir les électrodes né- gatives.
La figure 4 montreune rondelle de matériau absorbant devant être intercalée entre les rondelles métalliques qui constituent l'électrode négatiye d'un élément sec et les fi-
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gures et 6 montrent des exemples de construction de l'élec- trode positive.
Comme indiqué ci-dessus, le montage desrondelles qui doit constituer l'électrode négative doit permettre à l'élec- trolyte d'atteindre la totalité de la surface des rondelles et toutes les parties de ces rondelles doivent être reliées conductivement.
La construction d'une rondelle de zinc, indiquée sur la figure 2, prévoit le passage de l'électrolyte le long de l'élément, par des rainures 1 sur sa périphérie. De manière que ces rainu- res puissent être alignées, la rondelle peut aussi être prévue avec une ou plusieurs perforations 2 pour recevoir les goujons ou fils du montage. Pour permettre le passage de l'électrolyte transversalement entre les rondelles, celles-ci peuvent porter des nervures ou bossages très petits 3 emboutis sur les rondel- les. Un grand nombre de rondelles ainsi constituées sont mon- tées sur un mandarin qui remplit l'ouverture centrale des ron- delles avec deux goujons de m@ntage parallèles au mandrin qui passent dans les perforations 2.
La surface convexe du bossage 3 ayant un rayon plus grand que la surface concave, les bossa- ges bien qu'ils soient alignés ne s'adaptent pas étroitement l'un dans l'autre de sorte que les surfaces planes des rondelles ne coincident pas.
Le contact peut être établi-. entre toutes les rondelles d'une même pile ainsi montées en enveloppant étroitement ladite pile dans une feuille de zinc et en soudant ensemble les bords de la feuille avec recouvrement ou rapprochement. Cette enve- loppe, tout en reliant les rondelles électriquement, forme la paroi d'un récipient contenant un élément qui peut être complé- té à son extrémité inférieure par un disque de zinc séparé du bas de la pile par une rondelle de carton imprégné de cire et maintenu en place en rabattant sur lui le rebord de l'enveloppe de zinc. L'élément peut être complété en ce qui concerne l'é-
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lectrode positive, le dépolarisant et la fermeture comme dé- crit ci-dessous.
Dans le cas d'un élément sec à la fabrication duquel l'invention est spécialement adaptée, des rondelles de papier absorbant, telle que celle montrée sur la figure 4 sont inter- posées entre les rondelles de zinc. Il n'est pas alors nécessai- re de prévoir les nervures ou bossages 3 pour séparer les ron- delles de zinc.
Une méthode préférée pour réunir les rondelles de zinc électriquement consiste à les monter dans un récipient formé d'avance, en zinc, telle que celui qui a été employé jusqu'ici dans les éléments secs du.type Leclanché. L'élément représenté sur la figure 1 est construit de cette manière, le récipient en zinc étant indiqué en 4. Pour assurer un contact entre les rondelles et le récipient, celles-ci peuventêtre munies de saillies fines et pointues sur leur périphérie, de façon que les rondelles s'adaptent non seulement étroitement dans le ré- cipient mais que les saillies pointues se logent quelque peu dans le métal du récipient.
La figure 2 montre une construction de rondelle en zinc 5 avec un rebord finement dentelé 6 qui convient dans ce but.
Une pile de ces rondelles est montée:comme décrit ci-dessus sur un mandrin avec des rondelles de papier absorbant 7 inter- calées entre elles, ces dernières rondelles ayant un diamètre intérieur et extérieur, légèrement inférieur; une rondelle de zinc 8 plus épaisse est placée au sommet de la pile de rondel- les et cette pile ainsi montée est introduite à force dans le récipient 4 d'un diamètre légèrement inférieur à celui des ron- delles dentelées, au bas duquel est placé un disque 9 de carton.: Le résultat de cette disposition est que les dents desrondelles se recourbent en formant un cône quand les rondelles entrent dans le récipient et que ces dents s'aplatissent, leur pointe entrant dans la paroi du récipient lorsque la tota-lité du mon- tage y est comprimé.
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Tandis que la pile de rondelles est ainsi maintenue comprimée dans lerécipient, la paroi de celui-ci est com- primée vers l'intérieur' immédiatement au-dessus de la pile comme indiqué en 10, soit au moyen d'une rainure continue ou d'un anneau à. fossette, pour retenir les rondelles dans leur état de compression. La est alors retirée de la presse et le mandrin est enlevé.
Un mandrin constituant l' électrode positive II en forme de tige, ou de toute forme autre que celles décrites ci-dessous, entouré nar une masse dépolarisante 12 est en- suite poussé dans l'ouverture centrale de la pile de rondel- les, ouverture qu'il remplit. L'électrode positive est en fer ou en carbone. Dans ce dernier cas, elle est de préférence munie d'un chapeau métallique 23.
Le mandrin peut être fabri- oué par des méthodes d'une manière générale semblables à celles employées pour la fabrication des mandrins des éléments Leclan- ché ; la. matière active entourant l'électrode positive peut être un mélange d'oxyde de mercure avec du carbone enveloppé dns du papier supportât l'action de l'électrolyte d'alcali caustique.
L'élément est en,mite rempli d'électrolyte qui est une solution de 'cotasse caustique qui trouve son passage travers les dentelures 6 ou les encoches 1 àla périphérie des rouelles 5 et imbibe les rondelles de papier 7 en impré- gnant aussi la totalité du mandrin 12.
Une rondelle de carton 13 estalors vissée sur l' ex-
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tr::'T)1.t-5 de Il électrode pos- t1ve d8bord-a.'I1t au-dessus 2 l[ -.J.18 de rO'0.dellciJ t, û'c?H,,Û-e àu '?a saillie intérieure 9 et sur le tout on verse un cOL-;;o1J.11(l bitu;:i'n¯e1Jx 14 oour f::5.r# la fer- cetl1rc tsnc1.-e. gv.:..;d 1'.lé: ent est on 5e>'t".CQ> actio. électroly- ,-,.J.. 1 rj";-.,:, l1..1t-;r"\1 ::.ù. zinc -:",""JeC ,4q>ji nx-n\,0q1.1C la cO;:.:JJ31ë.JSon et la 0. ¯,-,,,-,0.- ..'- l'/ cette "u,,"',"e-:-'c8 <1lJ ' . la JL' .LlTl '- lc la ..c- -'11.1"" e (le - "'.L..:.r:. , ...v
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T'eut ê-:.rè j',IS(411' à perc.t:t,r() :Cuites d' c c r 0 l, Cnü c r.;1!::L811.t cat (1' h.'..\bi.'uê.(' I:.lOaté avec l' autr'a éléJienta rOUI' for;úo' '-ElC Ou vt7.'t partie c!.'U'l 'lT'1JE\:rei1 corcT'C'jt,:1-nt, ;('0 ;J:-r"t.1.(',; r-t,.::JJ.:tqUE'.0, 01.1 8n.è i-'e e.3t renfe!'TJ3 ë1.3ns '1"'1 Q()itier c.1ét"J.1iq,-;e, Ips fuit,es d'éléC- tr^7¯yte -peuvent enr'1on'""y:;e:r 10:3 r:).::-::rt:i.3 c.;èlj :ccmtec 1, l' 61é- TIl e?'.t. n;ert. 90v,r cr:1=à=h<-r C('C 1, . 1,' est eniboft-l dans 1.n1 1,,13.."11- c1"]on 15 en cnlornre de Ou en matière :,J1astiquo
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analogue qui est sur l'élément et qui une fois déten-
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du se replie sur a partie 111I. é':i eu-re du .i:
éClp7..eîlt corilile indiqué en 16 et aussi sur le récipient C01û.le indigué.en 17, E11 outre qu'elle e0êcThe les îuites d'é1ectro1té et les parties acljacentod ,5.' êb'::: cndor.'Iila2:écs, envOlOï)y isolante rC1.1d;?o.33Í.blG J.8 :.'i'..:î:tlli'C'. B ouvGrturG de l'élé- par une C01.:pelle C^117.qL1. le5 en sur le b01'0. (le .laq"le11o l(\v'-'e r'" ""Îc,1",o.' ""1 "e'c-:-I-.:ie'l.t. ""'COUV8"'J..e., péià" 1' i- laquelle la 1'cvre u.1.A.L '..JI..J., '-.t- .I ..1.1.. J. V 1..,,; .J- V'-' par - SOl11". en n'.au7,e..,Z. "J ,',s H q' '1r:. gs4s --,', ",+ +'1' "'-'f'" l' l'll. "'r'; e11" retenant ainsi le chapeau en ï;OS7¯'7.Oî1 e.t en contact fe:er;e avec l' électr oCC ':CÔ-'t:i.Ve II et -1 -1- en sei%i a=1± l'ex- trémité du fi1â11Chon en chlorure e :olyvnyle qui isole le chapeau de l' électrode n;aJ,:,ive.
Quand la sur'acc active ce 7¯' électr'oda né;ative est tr3 grande par suite Cli. ::La C^ïlâtL:Ct.'..ûi1 CLo Z-'E--'-CCtrO.G eTl Ule pile <le rondelles CO;:,1.i8 cl.-dc.331J.S -.1 se peut que la surîacc de 1'électl'Où:,:; r031.ti.ve Uri îactE.1.1I' qui limite le débit elc 13. il est par c'naéquelit élés:9.rable de donner à 1' électrorc (,'.3:it¯vü 3'irface :lLls ::;:i.'i.'1do que ,"1 , . l .. "1'"' U-j- J...:'" "0 necJ"oll ce-l'Le 0, une S1JÚP c.J.;c C,r-,-1.nu.l':;qè1\:.:. U.*,gL- ---c ,;; carrée ou trianf,\J.la5.re aura une siirface quelque peu plus gran- 1." , jî "". t.
La ELjù'iace \' "1'11'" ti"8 C'r- d qu'un Cir lnCLro ffi8JÚe ct,,.oii. :;je."''>'''"' 7¯irdrique peut, c-tre entée en prattqua31t sur cette sur- /7
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face un c."rt..'?n nombre W r.i?T¯"r3j C;-Y>C,]1 'l'r'" on '", .;-7¯ dinpies al C 'r' ,. ''a.:':7¯ ß17; .sur la figure cc'-re pour dinrles i.iJ- cm.:<e 11.\...J¯,-.il1- ] ,yui< '-J.2.l1rc notir l1'j fi.l en forme (le pignon àe.;tà, Ou bien, si. 1;lcc¯t'::'01:)7'tc;
.,i.:;...¯ métal, au. lieu d'être une tige elle peut Etre constituée par une hélice fermée exécutée en fil conducteur 22, comme indiqué sur la figure 8,ladite hélice pouvant être vissée dans le milieu du mélange dépolarisant.
REVENDICATIONS..
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1.- .h;lément de pile élecar-i,,a primaire dont l' él"Ct" <3.é négative est constituée par une pile de rondelles écartées pour permettre l'accès de ].'électrolyte sur leur surface et qui sont reliées électriquement par une enveloppe cylin- drique qui les entoure, l'électrode positive et le dépola- riqant remplissant 1'ouverture centrale pratiquée dans les rondelles.
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Mercury oxide element.
The present invention relates to the manufacture of primary electric cells and more particularly to. that of elements such as those employing the HgO / KOH / Zn system which requires a negative electrode of large surface area if it is desired to obtain a high flow rate in ampere-hours from an element of moderate dimensions.
According to the invention, a negative electrode for such elements consists of a stack of washers of a suitable metal spaced apart to allow the electrolyte to access their surface and electrically connected by a conical envelope.
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ductrice surrounding said washers and making good contact at their periphery. A positive electrode surrounded by a depolarizing mixture fills the central opening provided in the mounting of the washers.
In the case of a dry type element, the washers of the negative electrode assembly are spaced apart by washers of absorbent material impregnated with electrolyte.
The invention further includes methods for mounting and connecting the metal washers to form a negative electrode to fabricate a positive electrode providing a large contact area with the depolarizer and which relates to the large area of the negative electrode. constituting the above-mentioned characteristic for this manufacture, and other constructional characteristics for dry type electrical elements, and particularly for elements employing a mercury oxide depolarizer, an electrolyte consisting of caustic potash , a positive electrode made of carbon or iron,
and a negative zinc electrode which helps to make full use of the advantage resulting from the construction of the negative electrode and other features mentioned above.
The invention is described below with reference to the accompanying drawings in which:
FIG. 1 shows by way of example in longitudinal section an embodiment of a dry element constituting an embodiment of the invention.
Figures 2 and 3 show examples of a washer shape with which the negative electrodes can be established.
Figure 4 shows a washer of absorbent material to be interposed between the metal washers which constitute the negative electrode of a dry element and the fi-
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gures and 6 show examples of construction of the positive electrode.
As indicated above, the arrangement of the washers which is to constitute the negative electrode must allow the electrolyte to reach the entire surface of the washers and all parts of these washers must be conductively connected.
The construction of a zinc washer, indicated in FIG. 2, provides for the passage of the electrolyte along the element, through grooves 1 on its periphery. So that these grooves can be aligned, the washer can also be provided with one or more perforations 2 to receive the studs or wires of the assembly. In order to allow the electrolyte to pass transversely between the washers, the latter may bear very small ribs or bosses 3 stamped on the washers. A large number of washers thus formed are mounted on a mandarin which fills the central opening of the washers with two mounting studs parallel to the mandrel which pass through the perforations 2.
Since the convex surface of the boss 3 has a greater radius than the concave surface, the bosses although they are aligned do not fit tightly into each other so that the flat surfaces of the washers do not overlap. .
Contact can be established. between all the washers of the same stack thus mounted by tightly wrapping said stack in a zinc sheet and by welding together the edges of the sheet with overlap or approximation. This envelope, while electrically connecting the washers, forms the wall of a receptacle containing an element which can be completed at its lower end by a zinc disc separated from the bottom of the stack by a cardboard washer impregnated with wax and held in place by folding the rim of the zinc casing over it. The element can be completed with regard to e-
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positive electrode, depolarizer and closure as described below.
In the case of a dry element for the manufacture of which the invention is specially adapted, washers of absorbent paper, such as that shown in FIG. 4, are interposed between the zinc washers. It is then not necessary to provide the ribs or bosses 3 to separate the zinc washers.
A preferred method of electrically assembling the zinc washers is to mount them in a preformed zinc receptacle such as has heretofore been employed in dry elements of the Leclanché type. The element shown in figure 1 is constructed in this way, the zinc container being indicated at 4. To ensure contact between the washers and the container, the latter may be provided with fine and pointed projections on their periphery, so as to ensure contact between the washers and the container. that the washers not only fit tightly into the container, but that the sharp protrusions lodge somewhat in the metal of the container.
Figure 2 shows a zinc washer construction 5 with a finely serrated flange 6 which is suitable for this purpose.
A stack of these washers is mounted: as described above on a mandrel with washers of absorbent paper 7 interposed between them, the latter washers having a slightly smaller inside and outside diameter; a thicker zinc washer 8 is placed at the top of the stack of washers and this stack thus mounted is forced into the container 4 with a diameter slightly smaller than that of the serrated washers, at the bottom of which is placed a cardboard disc 9 .: The result of this arrangement is that the teeth of the washers curve back into a cone when the washers enter the container and these teeth flatten out, their point entering the wall of the container when the total the assembly is compressed there.
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While the stack of washers is thus kept compressed in the container, the wall thereof is compressed inwardly immediately above the stack as shown at 10, either by means of a continuous groove or 'a ring at. dimple, to retain the washers in their state of compression. The is then removed from the press and the mandrel is removed.
A mandrel constituting the positive electrode II in the form of a rod, or of any form other than those described below, surrounded by a depolarizing mass 12 is then pushed into the central opening of the stack of washers. that it fills. The positive electrode is made of iron or carbon. In the latter case, it is preferably provided with a metal cap 23.
The mandrel can be manufactured by methods generally similar to those employed for the manufacture of the mandrels of the Leclanche elements; the. active material surrounding the positive electrode may be a mixture of mercury oxide with carbon wrapped in paper to support the action of the caustic alkali electrolyte.
The element is made of moth filled with electrolyte which is a solution of caustic cotton wool which finds its passage through the indentations 6 or the notches 1 at the periphery of the wheels 5 and soaks the paper rings 7 while also impregnating the whole. chuck 12.
A cardboard washer 13 is then screwed onto the ex-
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tr :: 'T) 1.t-5 of Il pos- t1ve d8bord-a.'I1t above 2 l [-.J.18 of rO'0.dellciJ t, û'c? H ,, Û -e to the interior projection 9 and on the whole we pour a cOL - ;; o1J.11 (l bitu;: i'n¯e1Jx 14 oour f :: 5.r # la fer- cetl1rc tsnc1.-e . gv.:..;d 1'.lé: ent est on 5e> 't ".CQ> actio. electroly-, - ,. J .. 1 rj"; -.,:, l1..1t-; r "\ 1 ::. ù. zinc -:", "" JeC, 4q> ji nx-n \, 0q1.1C la cO;:.: JJ31ë.JSon and 0. ¯, - ,,, -, 0.- ..'- l '/ this "u ,,"', "e -: - 'c8 <1lJ'. La JL '.LlTl' - lc la ..c- -'11.1" "e (the - "'.L ..:. R :., ... v
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analogue which is on the element and which once
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du falls back on part 111I. é ': i eu-re du .i:
Eclp7..eîlt corilile indicated in 16 and also on the receptacle C01û.le indigué.en 17, E11 besides that it e0êcThe elec trol and the adjacent parts, 5. ' êb '::: cndor.'Iila2: écs, envOlOï) y insulating rC1.1d;? o.33Í.blG J.8:.' i '..: î: tlli'C'. B opening of the ele- by a C01: excavator C ^ 117.qL1. le5 in on the b01'0. (le .laq "le11o l (\ v '-' e r '" "" Îc, 1 ", o.'" "1" e'c -: - I-.:ie'l.t. "" ' COUV8 "'J..e., Peià" 1' i- which the work u.1.AL '..JI..J.,' -.T- .I ..1.1 .. J. V 1 .. ,,; .J- V'- 'par - SOl11 ". En n'.au7, e .., Z." J,', s H q '' 1r :. gs4s -, ', ", + + '1' "'-'f'" l 'l'll. "' R '; e11" thus retaining the hat in ï; OS7¯'7.Oî1 and in fe: er; e contact with the electr oCC ': CÔ-'t: i.Ve II and -1 -1- in sei% ia = 1 ± the end of the fi1â11Chon in chloride e: olyvnyl which insulates the cap of the electrode n; aJ ,: , ive.
When the over'acc activates this born 7¯ 'electrodate is very large as a result Cli. :: La C ^ ïlâtL: Ct. '.. ûi1 CLo Z-'E --'- CCtrO.G eTl Ule pile <the washers CO;:, 1.i8 cl.-dc.331J.S -.1 se can that the surîacc of 1'El'Where:,:; r031.ti.ve Uri îactE.1.1I 'which limits the flow elc 13. it is for this reason that elements: 9.rable to give to the electrorc (,'. 3: it¯vü 3'irface: lLls: :;: i.'i.'1do que, "1,. l .." 1 '"' Uj- J ...: '" "0 necJ" oll ce-l'Le 0, a S1JÚP cJ; c C, r -, - 1.nu.l ':; qè1 \:.:. U. *, GL- --- c, ;; square or trianf, \ J.la5.re will have a somewhat larger surface. - 1. ", jî" ". T.
The ELjù'iace \ '"1'11'" ti "8 C'r- d that a Cir lnCLro ffi8JÚe ct ,,. Oii.:; I." ''> '' '"' 7¯irdrique can, c-be entered in prattqua31t on this sur- / 7
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., i.:; ... ¯ metal, au. instead of being a rod, it can be constituted by a closed helix executed as a conducting wire 22, as indicated in FIG. 8, said helix being able to be screwed into the middle of the depolarizing mixture.
CLAIMS ..
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1.- .h; elecar-i, primary cell element whose negative "Ct" <3.é is constituted by a stack of discs spaced to allow access of]. 'Electrolyte on their surface and which are electrically connected by a cylindrical casing which surrounds them, the positive electrode and the depolarizing agent filling the central opening made in the washers.