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ELEMENT DE PILE GALVANIQUE POUR SOURCES DE COURANT (batteries) POURVU D'UNE ELECTRODE DE PASSAGE SPECIALE /
La présente invention a pour objet un élément de pile galvanique pour source de courant (batterie , pourvue d'une électrode de passage spéciale, qui assure le contact d'un élément de pile à l'autre.
La plupart des électrodes de passage actuellement connues consistent généra- lement en crayons de charbon dont la fabrication présente des difficultés surtout pour les petits élements de pile , tandis qu'en' cours de fabrica- tion et d'emploi dans le procéda de fabrication de l'élément de pile on relève un pourcentage de casse non négligeable . De ce fait , on est amené à utiliser des baguettes de charbon d'un diamètre plus grand . Il en résulte effectivement qu'une grande partie du volume occupé par la masse électrochimi- que de dépolarisation productive se perd . Cette perte a pour conséquence que la capacité de.l'élément de pile est sensiblement réduite .
L'invention présente en l'espèce une meilleure solution , A cet effet on pourrait réaliser l'électrode de passage d'un tel élément de pile d'une feuille de matière artificielle rendue conductrice de l'électrici- té , cette feuille pouvant être constituée d'une matière chimiquement inerte mais conductrice de l'électricité , par exemple du graphite , du noir de fumée ou du charbon de bois ,et d'un produit chimique non conducteur l'électricité ; par exemple de la résine , du chlorure de polyvinyle ou une matière analogue . Dans ce cas, la charge électrique de l'élément de pile rencontre une résistance interne élevée . On ne peut ici appliquer par élément de pile qu'un montage série ,qui est moins indiqué pour les charges électriques plus élevées .
Pour améliorer la résistance interne on
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est obligé d'appliquer à partir de l'extérieur , une pression mécanique assez élevée , ce qui occasionne des frais élevés de fabrication . On peut également utiliser des baguettes ou des chassis de plomb comme électrode de passage .
Ceux-çi se consument à la longue , lorsqu'ils sont au contact prolongé ' d'acides ou électrolytes. Ce qui est encore favorisé par la charge et la décharge des accumulateurs , dans lesquels de telles électrodes de pas- sage sont fréquemment utilisées Du fil de platine peut en outre être employé , mais le prix de revient très élevé rend son emploi pratique impossible pour la fabrication en masse .
Si on désirait utiliser d'autres fils ou plaques comme électrode de pas- sage , par exemple en cuivre , en alliage , en fer etc., ceux-ci forme- raient un élément dès leur entrée en contact avec un électrolyte ou * acide et commenceraient à s'oxyder et l'élément de pile automatiquement se déchargerait déja au cours de la fabrication , Afin de remédier à ces inconvénients, l'élément de pile suivant l'invention est pourvu d'un électrode de passage comportant un $il de métal bon conduc- teur , revêtu d'une enveloppe hermétique et élastique adhérant à ce fil et constituée d'une matière chimiquement inerte conductrice d'électricité .
Comme enveloppe du fil , on uilise une matière chimiquement inerte , telle que , du caoutchouc , du caoutchouc durci , du caoutchouc synthétique , du chlorure de polyvinyle ou d'autres résines naturelles ou synthétiques , qui est rendue conductrice de l'électricité par une matière chimiquement inerte mais conductrice d'électricité .par exemple du graphite , du noir de fumée , du charbon de bois @ Un tel fil revêtu d'une enveloppe-chimiquement neutre , mais conductrice de.
l'électricité qui doit servir d'électrode de passage dans les éléments de pile galvanique doit 'être de dimensions telles que la section du' noyau métallique du fil soit suffisamment grande pour que seulement des chutes de tension.insignifiantes soient causées par ce fil à la charge électrique développée par la source de courant considérée .
La susdite enveloppe de ce fil imperméable et conductrice de l'électricité , doit être réalisée d'une épaisseur.telle que d'une part le noyau métallique du fil soit protégé contre les attaques de l'électrolyte des éléments de pile
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et de la masse dépolarisante et que d'autre part la résistance au passage de l'enveloppe soit aussi faible que possible .
Par exemple : pour des sources de courant du type Leclanché ,'qui doivent donner une intensité de courant d'environ 0,3 amp , un fil suivant l'in- vention a été utilisé , dont le noyau métallique a un diamètre de 0,5 mm et dont l'épaisseur de la paroi enveloppe de la matière chimiquement neutre est de 0,25 mm..
L'avantage de l'emploi du fil précité comme électrode de passage au lieu de la baguette de charbon , conformément à la présente invention ressort des données expérimentales suivantes Sont comparées des éléments de pile à grandes baguettes du type Leclanché de dimensions 33 x 61 mm ayant exactement le même mélange de dépolarisa- tion et la même composition .
Elément de pile A : On a utilisé la baguette de charbon normale ,'de 58 mm de long et de 8 mm de diamètre .
Elément de pile B : Il comprenait en outre une électrode de passage suivant invention , ayant un noyau métallique de 0,5 mm= . Le fil ainsi utilisé en forme de boucle en U d'une longueur totale de 80 mm était introduit par compression dans la masse dépolarisante .
La décharge des deux éléments de pile eut lieu avec une résistance de 5 ohm par éléments de pile ,durant 30 minutes par jour . Les chiffres indiqués dans le tableau suivant sont des tensions en volt , mesurées à la fin des périodes de décharge avec une résistance de 5 ohm
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<tb> Elément <SEP> de <SEP> pile <SEP> Elément <SEP> de <SEP> pile
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<tb> A. <SEP> B.
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<tb> Tension <SEP> initiale <SEP> aux <SEP> bornes <SEP> de <SEP> la
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<tb> résistance <SEP> de <SEP> 5 <SEP> ohm <SEP> 1,50 <SEP> 1,425
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<tb> après <SEP> 30 <SEP> minutes <SEP> de <SEP> décharge <SEP> 1,275 <SEP> 1,220
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<tb> après <SEP> 60 <SEP> 1,225 <SEP> 1,190
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<tb> après <SEP> 120 <SEP> " <SEP> 1,190 <SEP> 1,135
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<tb> après <SEP> 360 <SEP> 1,025 <SEP> 1,075
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<tb> après <SEP> 480 <SEP> " <SEP> 0,955 <SEP> 1,030
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<tb> après <SEP> 600 <SEP> 0,880 <SEP> 0,985
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<tb> Elément <SEP> de <SEP> pile <SEP> Elément <SEP> de <SEP> pile
<tb>
<tb> A.
<SEP> B.
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Après <SEP> 720 <SEP> minutes <SEP> de <SEP> décharge <SEP> 0,810 <SEP> 0,930
<tb>
<tb> Après <SEP> 900 <SEP> " <SEP> " <SEP> 0,70 <SEP> 0,83
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Cette épreuve de décharge donne seulement un exemple pour un type d'élément de pile déterminé .
Naturellement suivant l'invention , on peut choisir la section du fil et .l'épaisseur de l'enveloppe chimiquement neutre de façon que les propriétés électriques ainsi que la résistance mécanique , la flexibilité du fil et analogue répondent aux nécessités techniques du type d'élément de pile .
L'électrode de passage suivant l'invention peut être introduit en pièce droite dans la masse dépolarisante ou sous forme de boucle , de spirale , de grille ou analogue .
L'enveloppe doit être disposée sur toute la surface du fil au noyau métal- lique, et compacte et adhérente , de façon qu'il ne subsiste pas de bulle d'air entre l'enveloppe et le métal .
Un autre avantage de l'emploi de telles électrodes de passage filiformes c'est qu'en môme temps les éléments de pile peuvent être reliés entre eux de la manière la plus avantageuse ; de sorte que les batteries peuvent être exécutées suivant un montage mixte (partiellement série , partiellement parallèle) , ce qui permet aux batteries de débiter sous des intensités plus élevées, de sorte qu'il peut être satisfait à différentes fins en exécutant une ou seulement quelques types d'éléments de pile normalisés.
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GALVANIC BATTERY ELEMENT FOR CURRENT SOURCES (batteries) PROVIDED WITH A SPECIAL PASSAGE ELECTRODE /
The present invention relates to a galvanic cell element for a current source (battery, provided with a special passage electrode, which ensures contact from one cell to another.
Most of the presently known passage electrodes generally consist of carbon rods the manufacture of which presents difficulties especially for small cell elements, while in the course of manufacture and use in the process of manufacture of the cell. the battery element there is a significant percentage of breakage. Therefore, it is necessary to use charcoal rods of a larger diameter. As a result, a large part of the volume occupied by the electrochemical mass of productive depolarization is lost. This loss results in the capacity of the cell element being significantly reduced.
The invention presents in this case a better solution. To this end, the passage electrode of such a cell element could be made from a sheet of artificial material made electrically conductive, this sheet possibly being consisting of a chemically inert but electrically conductive material, for example graphite, carbon black or charcoal, and an electrically non-conductive chemical; for example resin, polyvinyl chloride or the like. In this case, the electric charge of the cell element encounters a high internal resistance. Only a series assembly can be applied here per cell, which is less suitable for higher electrical loads.
To improve internal resistance we
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is obliged to apply from the outside, a fairly high mechanical pressure, which causes high manufacturing costs. We can also use rods or lead frames as a passage electrode.
These are consumed over time, when in prolonged contact 'with acids or electrolytes. This is further favored by the charging and discharging of accumulators, in which such passage electrodes are frequently used. Platinum wire can also be used, but the very high cost price makes its practical use impossible for the battery. mass production.
If one wished to use other wires or plates as a passage electrode, for example made of copper, alloy, iron etc., these would form an element as soon as they came into contact with an electrolyte or * acid and would begin to oxidize and the battery element would automatically discharge already during manufacture. In order to remedy these drawbacks, the battery element according to the invention is provided with a passage electrode comprising a $ il of a good conductor metal, covered with a hermetic and elastic envelope adhering to this wire and made of a chemically inert material which conducts electricity.
As the envelope of the yarn, a chemically inert material, such as, rubber, hard rubber, synthetic rubber, polyvinyl chloride or other natural or synthetic resins, is used which is made electrically conductive by a material. chemically inert but electrically conductive, for example graphite, carbon black, charcoal @ Such a wire coated with a chemically neutral envelope, but conductive.
the electricity which is to serve as the passage electrode in the galvanic cell elements must be of such dimensions that the section of the metal core of the wire is large enough so that only insignificant voltage drops are caused by this wire to the electric charge developed by the current source considered.
The aforesaid envelope of this waterproof and electrically conductive wire must be made of a thickness such that on the one hand the metal core of the wire is protected against attack by the electrolyte of the battery cells
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and the depolarizing mass and that on the other hand the resistance to passage of the envelope is as low as possible.
For example: for current sources of the Leclanché type, which must give a current intensity of about 0.3 amp, a wire according to the invention was used, the metal core of which has a diameter of 0, 5 mm and of which the wall thickness of the chemically neutral material is 0.25 mm ..
The advantage of the use of the aforementioned wire as a passage electrode instead of the carbon rod, in accordance with the present invention emerges from the following experimental data. Battery cells with large rods of the Leclanché type of dimensions 33 x 61 mm are compared. having exactly the same depolarization mixture and the same composition.
Stack Element A: The normal charcoal rod, 58mm long and 8mm in diameter, was used.
Battery element B: It further comprised a passage electrode according to the invention, having a metal core of 0.5 mm =. The wire thus used in the form of a U-shaped loop with a total length of 80 mm was introduced by compression into the depolarizing mass.
The discharge of the two battery cells took place with a resistance of 5 ohm per cell cell, for 30 minutes per day. The figures shown in the following table are voltages in volts, measured at the end of the discharge periods with a resistance of 5 ohm
EMI3.1
<tb> <SEP> element of <SEP> stack <SEP> <SEP> element of <SEP> stack
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A. <SEP> B.
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F <SEP> E <SEP> M <SEP> @ <SEP> 1.625 <SEP> 1.625
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<tb> Initial <SEP> voltage <SEP> at the <SEP> terminals <SEP> of <SEP> the
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<tb> resistance <SEP> of <SEP> 5 <SEP> ohm <SEP> 1.50 <SEP> 1.425
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<tb> after <SEP> 30 <SEP> minutes <SEP> of <SEP> discharge <SEP> 1.275 <SEP> 1.220
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<tb> after <SEP> 60 <SEP> 1.225 <SEP> 1.190
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<tb> after <SEP> 120 <SEP> "<SEP> 1,190 <SEP> 1,135
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<tb> after <SEP> 360 <SEP> 1.025 <SEP> 1.075
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<tb> after <SEP> 480 <SEP> "<SEP> 0.955 <SEP> 1.030
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<tb> after <SEP> 600 <SEP> 0.880 <SEP> 0.985
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<tb> <SEP> element of <SEP> stack <SEP> <SEP> element of <SEP> stack
<tb>
<tb> A.
<SEP> B.
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After <SEP> 720 <SEP> minutes <SEP> of <SEP> discharge <SEP> 0.810 <SEP> 0.930
<tb>
<tb> After <SEP> 900 <SEP> "<SEP>" <SEP> 0.70 <SEP> 0.83
<tb>
This discharge test gives only one example for a specific type of cell cell.
Of course, according to the invention, the cross section of the wire and the thickness of the chemically neutral envelope can be chosen so that the electrical properties as well as the mechanical strength, flexibility of the wire and the like meet the technical requirements of the type of wire. stack element.
The passage electrode according to the invention can be introduced as a straight piece into the depolarizing mass or in the form of a loop, a spiral, a grid or the like.
The envelope must be arranged over the entire surface of the wire with the metal core, and compact and adherent, so that no air bubbles remain between the envelope and the metal.
Another advantage of the use of such filiform passage electrodes is that at the same time the cell elements can be connected together in the most advantageous manner; so that the batteries can be run in a mixed arrangement (partially series, partially parallel), which allows the batteries to output at higher currents, so that different purposes can be satisfied by performing one or only a few standardized types of stack cells.