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La présente invention est relative aux plaques positives, du type tubulaire, pour accumulateur électrique acide au plomb. Les plaques tubu- laires sont bien connues pour leurs avantages dans le cas des batteries sou- mises à un régime sévère, telles que les batteries destinées à la traction, qui doivent supporter des cycles quotidiens de charge et de décharge.
Les plaques tubulaires de type connu disponibles sur le marché comportent une ossature de tiges en alliage de plomb coulé, sur lesquelles sont vissés des tubes, qui peuvent être sans soudure, ou bien formés de par- ties réunies par des soudures longitudinales, les dits tubes étant en éboni- te ou en un autre matériau isolant et chimiquement résistant, rendu poreux par un grand nombre de fentes étroites ou de trous, l'espace entre tube et tige étant alors rempli par de l'oxyde de plomb formé ultérieurement par voie chimique au sein de la matière active de l'électrode en contact électrique avec la tige métallique centrale. Les tubes peuvent se présenter sous la forme soit de tubes séparés, soit d'une pièce tubulaire multiple se composant de deux ou trois tubes réunis côte-à-côte pour constituer un bloc.
La durée d'éléments composée de telles plaques tubulaires est déterminée en grande partie, dans des conditions sévères d'emploi, par la vitesse d'élimination de la matière active positive qui s'échappe lentement, à travers les fentes ou trous susmentionnés, sous l'effet de charges et de décharges répétées.
De nombreuses tentatives ont été faites pour réaliser une plaque ayant une durée plus longue que celle du type tubulaire à fentes ou perfora- tions, jusqu'ici connu, avec ou sans amélioration simultanée de la capacité électrique, mais elles n'ont rencontré que peu, ou pas, de succès. Un essai a été fait pour remplacer le tube à fentes par un tube tissé de filaments solides et à forte résistance chimique,'par exemple en fibre de verre ou en matière plastique, de telle sorte que les ouvertures par lesquelles le maté- riau actif peut s'échapper pendant le fonctionnement de la batterie soient plus petit es que dans le cas du tube à fentes ordinaires, mais la fabrication de ces plaques s'est avérée extrêmement difficile, coûteuse et commercialement impraticable.
On a aussi proposé d'envelopper avec un ruban de laine de verre un "crayon" du matériau actif sur une partie centrale en alliage de plomb et d'ajuster le crayon ainsi enveloppé, dans un tube extérieur à fentes. Ou bien encore, des feuilles en laine de verre, collées avec de l'amidon constitu- ent des chemises intérieures aux tubes à fentes en ébonite. Mais ces réali- sations, elles non plus, ne sont pas commercialement possibles.
La présente invention vise à réaliser des plaques positives tubu- laires, d'une durée supérieure, plaques pouvant aussi donner un rendement électrique amélioré, tout en étant de fabrication simple et économique.
Conformément à l'invention, chaque tube à fentes, ou tube perforé, en ébonite ou en autre matériau isolant, résistant chimiquement, et d'une résistance appropriée tel que le polythène, comporte une garniture poreuse mince qui s'étend à peu près sur toute la longueur du tube et qui est cons- tituée par une ou plusieurs pièces disposées périphériquement, cette garni- ture étant ajustée dans le tube avant que celui-ci ne soit rempli d'oxyde.
Sauf en ce qui concerne le montage des garnitures la fabrication des pla- ques peut être conforme à l'usage actuel.
La garniture doit être très poreuse, mais chaque ouverture étant suffisamment petite ou d'une forme telle que l'on obtienne une meilleure ré- tention du matériau actif qu'avec les fentes ou trous des tubes actuellement connus. Elle doit aussi être d'une rigidité considérable. On peut utiliser des feuilles minces en une matière plastique résistant aux acides et à l'-- oxydation, perforées de nombreux petits trous, un matériau préféré étant une feuille mince en une matière plastique chimiquement résistante, telle que le chlorure de polyvinyle ou le polystyrène, et rendue poreuse par perforation
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et par ruptures multiples et extension,
suivant un procédé analogue à celui utilisé dans la fabrication du produit à mailles ouvertes connu commercia- lement sous le nom de "métal déployé"o La feuille poreuse du type préconisé est vendue dans le commerce sous la marque "Minibex", son épaisseur et 1' espacement des mailles pouvant descendre jusqu'à 0,07 mm et 0,7mm respecti- vement ce qui donne une dimension de pore de 0,25 x 0,12 mm environ. Ce ma- tériau qui peut être réalisé en d'autres épaisseurs et dimensions de pore, est particulièrement avantageux pour l'utilisation envisagée ici, car les feuilles comportent sur leur surface de petites ondulations ou arêtes, l'é- cartement des ondulations correspondant à celui des pores.
Il est préféra- ble, pour l'exécution des garnitures de découper ce matériau de telle ma- nière que les petites ondulations soient plus ou moins perpendiculaires aux fentes du tube pour que les dites ondulations constituent une multitude de petits canaux capillaires permettant à l'électrolyte de se diffuser per- pendiculairement aux fentes à partir de celles-ci et de pénétrer dans la feuille perforée jusqu'au matériau actif derrière les nervures horizontales interposées du tube, aussi bien que directement par les perforations décou- vertes par les fentes elles-mêmes.
Les tubes à fentes ou perforées peuvent être de section annulaire, comme la plupart de ceux utilisés jusqu'à présent ; dans ce cas, la garniture est appliquée à chaque tube en une seule pièce formée d'une bande du maté- riau approprié ayant une longueur à peu près égale à celle du tube et une largeur légèrement inférieure à la périphérie interne du tube. Cette pièce de garniture est cintrée en une forme cylindrique et insérée dans le tube immédiatement avant ou après le vissage de ce dernier sur la tige d'alliage de plomb correspondante, la feuille cintrée formant garniture étant orien- tée de telle manière que ses bords longitudinaux soient voisins l'un de 1' autre derrière l'une des deux parties non fendues du tube normal.
Ils peu- vent, si on le préfère, être placés dans cette position grâce à une nervure intérieure longitudinale prévue sur l'une des parties non fendues du tube.
Cependant, dans un mode d'exécution préféré, on applique la gar- niture à des tubes de section générale carrée ou rectangulaire, ces tubes pouvant présenter, dans leurs parties non fendues, des nervures internes verticales; mais, pour faciliter l'ajustage de la garniture préconisée, ces nervures présentent un contour adapté de manière à former des épaulements faisant saillie, dans une direction à peu près normale aux parois intérieu- res du tube.
La garniture d'un tel tube est alors prévue en deux pièces, chacune ayant une section en U dont les proportions sont telles que la base extérieure de l'U corresponde à la largeur intérieure de la face active prin- cipale du tube à fentes, tandis que les deux bras de l'U s'ajustent étroite- ment entre les nervures intérieures susmentionnées et la surface intérieure de la face active principale. Les deux pièces en forme de U de la garniture sont maintenues au contact de la paroi interne du tube, ce qui permet au tube d'être rempli, de la manière usuelle, d'oxyde en poudre, dont la pres- sion oblige alors la garniture à épouser exactement le contour intérieur des parties fendues du tube.
La demanderesse considère comme avantageux de faire la garniture un peu plus longue que le tube, par exemple de 6mm et, une fois ajustée les pièces de la garniture, de les replier,par en haut vers l'extérieur, en en- tonnoir, pour empêcher l'oxyde en poudre de s'ouvrir un passage vers le bas , entre, le tube et la garniture, pendant le remplissage. Les parties tour- nées vers l'extérieur sont retirées ou repliées vers 1''intérieur au-dessus du matériau actif après l'opération de remplissage du tube.
D'autres caractéristiques et avantages résulteront de la descrip- tion qui va suivre.
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Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple la Fig. 1 est une vue générale, avec coupe et arrachement partiels, montrant une partie d'une plaque positive tubulaire conforme à l'invention; les fige 2, 3 et 4 sont des vues en coupe transversale d'un tube comportant des fentes ou des perforations, avec une tige centrale et un ma- tériau actif dans le dit tube, une garniture mince poreuse étant disposée, dans le tube, suivant trois modes différents, conformément à l'invention.
La Fig. 2 est une vue en coupe transversale, selon la ligne 2-2 de la Fig.1.
Sur les fige 1 et 2, les tiges de métal a montées entre les barres b et c, supérieure et inférieure, sont entourées par des tubes d'ébonite d, comportant des fentes, maintenus en place entre les dites barres b et c, un matériau actif e se trouvant entre les tubes et les tiges. Il s'agit là d'un mode d'exécution habituel de plaques tubulaires. Conformément à l'invention, une garniture mince poreuse f, s'étendant pratiquement d'un bout à l'autre de chaque tube d est insérée à l'intérieur de ce tube avant que le matériau actif e ne soit mis en place. Dans les fige 1 et 2, la garniture poreuse est représentée sous la forme d'un tube f comportant des fentes qui est enfoncé dans le tube à fentes d.
Dans la fig. 3, le tube d comporte une nervure intérieure vertica- le et les extrémités de la garniture, le long de sa fente verticale, sont disposées de part et d'autre de la nervure verticale g.
Dans la fige 4, le tube à fentes d est de forme rectangulaire et comporte deux nervures intérieures h et 1 dont les flancs forment épaulement.
La garniture poreuse f est en deux pièces, les bords de chacune d'elles ve- nant au contour de l'une des facesde chacune des deux nervures h et i.
Grâce au perfectionnement suivant l'invention il est possible d' augmenter considérablement la largeur des fentes du tube d, ou de prévoir des perforations autres que des fentes, puisque les pores du matériau dont est fait la garniture empêchent une perte excessive du matériau actif tant que chaque fente ou perforation du tube n'est pas d'une largeur telle que la partie non soutenue de la garniture puisse céder sous les pressions de dila- tation qui se produisent pendant le fonctionnement d'une plaque de batterie.
Bien entendu, 1'invention n'est nullement limitée aux modes d'exé- cution représentés ou décrits qui n'ont été fournis qu'à titre d'exemple.
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The present invention relates to positive plates, of the tubular type, for a lead acid electric accumulator. Tubular plates are well known for their advantages in the case of batteries subjected to severe stress, such as batteries intended for traction, which must withstand daily cycles of charge and discharge.
Tubular sheets of known type available on the market comprise a framework of cast lead alloy rods, onto which tubes are screwed, which may be seamless, or else formed from parts joined by longitudinal welds, the so-called tubes. being made of ebonite or other insulating and chemically resistant material, made porous by a large number of narrow slits or holes, the space between tube and rod then being filled with lead oxide subsequently formed by chemical means within the active material of the electrode in electrical contact with the central metal rod. The tubes may be in the form of either separate tubes or of a multiple tubular piece consisting of two or three tubes joined side by side to form a block.
The duration of elements composed of such tube sheets is largely determined, under severe conditions of use, by the rate of removal of the positive active material which escapes slowly, through the aforementioned slots or holes, under the effect of repeated charges and discharges.
Numerous attempts have been made to produce a plate having a longer life than that of the hitherto known slotted or perforated tubular type with or without simultaneous improvement in electrical capacity, but they have encountered little. , or not, of success. An attempt has been made to replace the slotted tube with a tube woven of strong filaments and with high chemical resistance, for example of fiberglass or plastic, so that the openings through which the active material can escape during battery operation are smaller than in the case of the ordinary slotted tube, but the manufacture of these plates has been found to be extremely difficult, expensive and commercially impractical.
It has also been proposed to wrap with a ribbon of glass wool a "pencil" of the active material on a central part of lead alloy and to fit the pencil thus wrapped in an outer slotted tube. Or again, sheets of glass wool, glued with starch, constitute the inner liners of the ebonite slotted tubes. But these realizations are not commercially possible either.
The present invention aims to produce tubular positive plates, of a longer duration, plates which can also give improved electrical efficiency, while being simple and economical to manufacture.
In accordance with the invention, each slotted tube, or perforated tube, made of ebonite or other insulating material, chemically resistant, and of suitable strength such as polythene, comprises a thin porous liner which extends approximately over the entire length of the tube and which is constituted by one or more parts arranged peripherally, this gasket being fitted in the tube before the latter is filled with oxide.
Except as regards the assembly of the linings, the manufacture of the plates may conform to current usage.
The liner should be very porous, but each opening being small enough or of such a shape as to obtain better retention of the active material than with the slots or holes in presently known tubes. It must also be of considerable rigidity. Thin sheets of an acid and oxidation resistant plastic material, perforated with many small holes, a preferred material being a thin sheet of a chemically resistant plastic material, such as polyvinyl chloride or polystyrene can be used. , and made porous by perforation
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and by multiple ruptures and extension,
according to a process similar to that used in the manufacture of the open mesh product known commercially under the name of "expanded metal". The porous sheet of the type recommended is sold commercially under the brand "Minibex", its thickness and 1 The mesh spacing can be as low as 0.07mm and 0.7mm respectively which gives a pore size of about 0.25 x 0.12mm. This material, which can be produced in other thicknesses and pore sizes, is particularly advantageous for the use envisaged here, since the sheets have on their surface small corrugations or ridges, the spacing of the corrugations corresponding to that of the pores.
It is preferable, for the execution of the gaskets to cut this material in such a way that the small corrugations are more or less perpendicular to the slots of the tube so that the said corrugations constitute a multitude of small capillary channels allowing the electrolyte to diffuse perpendicular to the slits from them and to penetrate the perforated sheet to the active material behind the interposed horizontal ribs of the tube, as well as directly through the perforations uncovered by the slits themselves. same.
The slotted or perforated tubes can be of annular section, like most of those used up to now; in this case, the liner is applied to each tube as a single piece formed from a strip of the suitable material having a length approximately equal to that of the tube and a width slightly less than the inner periphery of the tube. This piece of packing is bent into a cylindrical shape and inserted into the tube immediately before or after the latter is screwed onto the corresponding lead alloy rod, the bent sheet forming the packing being oriented in such a way that its longitudinal edges are adjacent to one another behind one of the two unsplit parts of the normal tube.
They can, if preferred, be placed in this position by virtue of an internal longitudinal rib provided on one of the unslit parts of the tube.
However, in a preferred embodiment, the packing is applied to tubes of generally square or rectangular cross section, these tubes possibly having, in their non-split parts, vertical internal ribs; but, to facilitate the adjustment of the recommended lining, these ribs have a contour adapted so as to form projecting shoulders, in a direction approximately normal to the internal walls of the tube.
The lining of such a tube is then provided in two parts, each having a U-shaped section whose proportions are such that the outer base of the U corresponds to the inner width of the main active face of the slotted tube, while the two arms of the U fit closely between the aforementioned interior ribs and the interior surface of the main working face. The two U-shaped pieces of the gasket are kept in contact with the internal wall of the tube, which allows the tube to be filled, in the usual manner, with powdered oxide, the pressure of which then forces the tube to be filled. trim to fit exactly the inner contour of the slotted parts of the tube.
The Applicant considers it advantageous to make the lining a little longer than the tube, for example 6mm and, once the pieces of the lining have been adjusted, to fold them, from above towards the outside, into a funnel, to prevent powdered oxide from opening a passage down between the tube and packing during filling. The outward facing portions are removed or folded inward over the active material after the tube filling operation.
Other features and advantages will result from the description which follows.
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In the accompanying drawing, given by way of example only, FIG. 1 is a general view, with partial section and cut away, showing part of a tubular positive plate according to the invention; Figures 2, 3 and 4 are cross-sectional views of a tube having slits or perforations, with a central rod and an active material in said tube, a thin porous liner being placed in the tube, according to three different modes, in accordance with the invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken on the line 2-2 of Fig.1.
On the pins 1 and 2, the metal rods a mounted between the bars b and c, upper and lower, are surrounded by ebonite tubes d, having slots, held in place between said bars b and c, a active material between the tubes and the rods. This is a usual embodiment of tube sheets. In accordance with the invention, a thin porous liner f, extending substantially from one end to the other of each tube d, is inserted inside this tube before the active material e is put in place. In Figs 1 and 2, the porous lining is shown in the form of a tube f having slits which is driven into the slotted tube d.
In fig. 3, the tube d has a vertical inner rib and the ends of the liner, along its vertical slot, are arranged on either side of the vertical rib g.
In fig 4, the slotted tube d is rectangular in shape and has two internal ribs h and 1, the sides of which form a shoulder.
The porous lining f is in two parts, the edges of each of them coming to the contour of one of the faces of each of the two ribs h and i.
Thanks to the improvement according to the invention it is possible to considerably increase the width of the slots of the tube d, or to provide perforations other than slots, since the pores of the material of which the lining is made prevent excessive loss of the active material as well. that each slot or perforation in the tube is not of such a width that the unsupported portion of the liner can give way under the expansion pressures which occur during the operation of a battery plate.
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments shown or described which have been provided only by way of example.