<Desc/Clms Page number 1>
Couvercle pour batterie chargée à aeo.
Monsieur Rioardo OARTU Leal, à Mexioo, Mexique,
La présente invention comprend un couvercle perfectionné pour carters de batterie. D'une manière plus précise, l'invention comprend une membrane perforuble, solidairement formée à l'intérieur du puits d'accès de la batterie, protégeant les plaques de batterie à l'égard des contaminations atmosphériques pendant le stockage avant la vente de la batte rie .
Afin de comprendre l'apport constitué par la présente invention, qui résoud un problème resté depuis longtemps non résolu dans la technique des batteries, ou
<Desc/Clms Page number 2>
accumulateurs électriques, il est nécessaire de rappeler d'abord la construction et le fonctionnement de la batterie ou accumulateur ordinaire.
Une batterie à cellules humides produit le courant électrique par une réaction chimique. L'enveloppe ou carter de la batterie est formé en une matière diélec- trique résistant aux acides telle le caoutchouc dur ou les plastiques, et pourra être construit en diverses . dimensions. Les éléments internes de la batterie sont enfermés dans un carter à cinq côtés, lequel pourra être divisé en une pluralité de cellules. Chaque cellule est recouverte d'un couvercle ayant des trous qui reçoivent les bornes, et présente un puits d'accès de conformation lui permettant de recevoir un couvercle à ventilation.
L'intérieur de la batterie est divisé en cellules- électrolytiques qui, à leur tour, contiennent des plaques métalliques dissemblables, des séparateurs, et une solution électrolytique. Normalement, la plaque positive est constituée' d'un treillis de plomb, à mailles nombreuses, qui supporte du peroxyde de plomb. La plaque négative consiste également en un treillis de plomb qui, à son tour, supporte du plomb spongieux. Des séparateurs ou isolants faits en une matière résistante corrosive, mais perméable aux fluides, empêche tout contact entre des plaques de polarités différentes, tout en laissant un accès libre pour le passage de l'électrolyte.
La solution électrolytique constituée d'eau distillée et d'acide sulfurique circule librement à l'intérieur des cellules.
<Desc/Clms Page number 3>
Les plaques négatives et positives se prolongent dans le carter de la batterie par des montants métalliques qui font saillie à travers des trous formés dans le couvercle de la batterie. Afin que l'électrolyte ne corrode pas les montants, ceux-ci sont fixés à friction dans les trous.
Les montants peuvent former eux-mêmes les bornes de la batterie, ou bien ils pourront être connectés à leur tour aux montants d'autres cellules pour rassembler l'énergie provenant de toutes les cellules.
L'action chimique produisant l'électricité dans une cellule de batterie peut-être définie comme suit :
Plomb + peroxyde de plomb + 2 acide sulfurique donne
2 sulfate de plomb + 2 eau
La réaction produit une différence de potentiel de 2,1 volt entre les plaques, ce qui réduit l'oxyde de plomb en plomb sur l'une des plaques et fait déposer des ions sulfate sur l'autre plaque, en transformant ainsi le plomb spongieux en sulfate de plomb.
La réaction est évidemment réversible. Ainsi, si la cellule électrolytique possède une différence de potentiel de direction opposée à celle produite par la batterie et supérieure à 2,1 volts, il,est possible de renverser la réaction décrite ci-dessus qui charge la cellule.
Afin de produire un potentiel entre les plaques de polarités différentes, la réaction décrite ci-dessus est produite à chaque instant. Si la batterie est laissée sans chargement pendant longtemps, les deux plaques peuvent
<Desc/Clms Page number 4>
se sulfater complètement. Quand cela se produit, les plaques ne sont plus différentes au point de vue chimique.
Dès lors, elle$ ne réagiront plus au courant de chargement, ni ne produiront un courant par réaction chimique. Deux plaques dissemblables doivent être présentes dans l'élec- trolyte pour effectuer une action électrolytique.
Lorsqu'une cellule est restée déchargée, le sulfate de pomb qui se forme sur les plaques pendant la décharge devient une formation cristalline, dure, blanche.
Cette formation ferme les pores des plaques et produit l'obstruction de la surface active disponible.
En plus, la cristallisation, connue sous le nom de sulfata- tion, isole électriquement les plaques de l'électrolyte de telle manière qu'une réaction de chargement ne peut plus se produire.-On se rend compte facilement que lorsque la nouvelle batterie atteint cet état par suite d'un stockage prolongé. Le, valeur de la batterie diminue, c'est-à-dire sa valeur diminue du point de vue du consommateur.
En parlant en termes chimiques, ces conséquences sont connues sous le nom de "réaction locale" d'une batterie ou accumulateur.
Afin de supprimer dans les batteries nouvelles le problème de la sulfatation par réaction locale et de la décharge, les fabricants de batteries ont mis sur le marché un nouveau type de batterie connu sous le nom de "batterie à chargement à sec". La batterie à chargement à sec est complète en tous détails et contient tous les éléments
<Desc/Clms Page number 5>
décrits oi-dessus de la batterie conventionnelle, à l'exception de l'électrolyte. L'électrolyte pour ces batteries est emballé séparément, et l'aoide sulfurique dilué n'est ajouté à la batterie que lorsque celle-ci est vendue au consommateur. Pour autant que cela soit possible, la batterie est vendue dans le commerce aveo ses parties internes à l'état parfaitement sec.
Après que la fabrication de la batterie a été achevée, elle est soumise à un processus de séchage prolongé en atmosphère inerte ou à un processus de séchage rapide en atmosphère normale.
La nouvelle pratique de mettre sur le marché des batteries chargées à sec pose par elle-même des problèmes supplémentaires. La plaque négative est un matériau spongieux qui la rend très sensible à la réaction chimique à cause de la grande surface qu'elle offre. Ainsi, lorsque la plaque négative est exposée à l'air, et plus particulièrement à l'oxygène de l'air, l'éponge de plomb s'oxyde. Par cette oxydation, il se produit de la chaleur qui facilite encore davantage la réaction. Lorsque la plaque négative a réagi avec l'oxygène pendant un laps de temps appréciable, toute la plaque s'est recouverte de peroxyde de plomb et devient chimiquement similaire à la plaque positive. Il se produit un problème analogue à la sulfatation de la plaque négative.
La batterie est inca- pable de réagir électrolytiquement pour produire du courant, puisque les plaques sont de composition similaire.
<Desc/Clms Page number 6>
La plaque positive étant faite en matière finement divisée est également affectée de manière défavorable par le contact avec l'air. La chaleur produite sur la plaque négative dans le volume réduit de l'emballage de la batterie, tend à réduire le peroxyde de plomb de la plaque positive en libérant ainsi de l'oxygène libre.'Cet oxygène libre est faci- lement absorbé par la plaque négative, en équilibrant la composition des plaques.
L'acceptation par le consommateur des batteries chargées à sec impose la condition que les fournisseurs possèdent un grand stock de batteries qui attendent à être mises en service. Ces grands stocks tendent à prolonger encore davantage la durée de stockage de la batterie, ce qui augmente le problème de l'oxydation.
Ainsi, comme l'emploi de batteries chargées à sec a augmenté, le problème de l'oxydation a été multiplié.
Le résultat en est une tendance à rendre inutiles les efforts des fabricants de fournir une batterie "fraiche" aux consommateurs au moment précis où il en a besoin.
Afin que la complexité nouvellement créée par l'emploi de batteries chargées à sec soit maintenue au minimum, il est nécessaire que les cellules soient mainte- nues dans un état aussi sec que possible, et qu'elles soient protégées à l'égard de l'air et de toute humidité qui s'y trouve aussi longtemps que la batterie n'est pas en emploi.
En d'autres mots, une batterie chargée à sec doit être maintenue en atmosphère inerte pour éviter la réaction chimique des contaimants atmosphériques avec la matière
<Desc/Clms Page number 7>
active qui est contenue dans les plaques. Le problème qui consiste à maintenir une atmosphère inerte autour des plaques a fait l'objet de longues études et, quoique des essais aient été faits avec plusieurs méthodes destinées à retenir une atmosphère environnante inerte, jusqu'à présent aucune méthode commercialement acceptable n'a été proposée. En conséquence, des batteries chargées à sec ont été vendues dans un état qui est inférieur à l'état optimum.
Cependant, 1''oxydation de la plaque néga- tive a eu pour résultat une perte de la caractéristique principale de la nouvelle batterie, de pouvoir être livrée au consommateur à l'état "frais". Il est inutile d'insister sur la perte de prestige qui en résulte pour le fabricant de la batterie.
Le problème de la protection d'une batterie à l'égarddes contaminants atmosphériques avant le remplissage de la batterie avec l'électrolyte et avant la vente, est rendu plus difficile par la nécessité de ventiler la batterie lors de son emploi. Cette ventilation est évidem- ment nécessaire parce que des gaz se forment pendant le chargement de la batterie.
Diverses méthodes ont été essayées pour fermer de manière étanche une batterie avant son remplissage avec l'électrolyte, et empêcher les entrées d'air. Parmi les méthodes essayées qui n'ont pas eu de succès on peut citer ;
1. Recouvrir d'un ruban adhésif l'orifice dans le couvercle de ventilation. Cette méthode était évidemment peu satisfaisante parce que, emn fait le ruban ne fermait
<Desc/Clms Page number 8>
pas complètement l'orifioe. De plus, à cause de négligences dans la manipulation de la batterie, ou à cause de manque d'adhésion, le ruban se détachait souvent. De plus, le bord du couvercle ne donnait pas une fermeture étanche sur son siège, et de l'air pénétrait dans la batterie autour de la périphérie du couvercle.
2, Placement d'un bourrage en caoutchouc ou en oellulose en-dessous du filetage du couvercle de ventilation de la pression. Cette méthode n'est pas employée à cause de l'inconvénient inhérent qui existe, que le bourrage ne réalise jamais un joint uniforme avec le couvercle de ven- tilation. Parce que le bourrage ne possédait pas un siège approprié, le centre du puits d'accès étant ouvert, le bourrage se déformait et de l'air passait sans difficulté dans les plaques activées de la cellule.
3. Le remplacement pendant le stockage de la batterie du couvercle de ventilation par un couvercle solide, ne présentant pas des orifices. Cette méthode est économi- quement indésirable à cause des frais élevés impliqués par la prévision de deux séries de couvercles avec chaque batterie. De plus, le problème posé par la fourniture est augmenté par la nécessité d'emballer séparément des bourrages des couvercles de ventilation.
Plus important encore est le danger inhérent qui existe dans l'emploi de couvercles non ventilés après qu'une batterie a été remplie avec l'élec- trol3rte. Si, après le remplissage, les couvercles solides sont re-vissés dans le puits d'accès, il y a grand danger que les gaz produits lors de la réaction de l'électrolyte avec les plaques ne produisent une explosion, entraînant
<Desc/Clms Page number 9>
la destruction de la batterie, ou peut-être des dommages encore plus grands. De plus, ainsi que mentionné ci-dessus, la méthode n'est pas complètement satisfaisante parce que des couvercles ordinaires ne permettent pas d'obtenir un joint parfait sur toute la périphérie. De l'air qui s'échappe en-dessous du bord des couvercles à chevilles atteindra les plaques, ce qui est indésirable.
Des expériences et études pendant de nombreuses années ont été faites pour trouver une solution au problème de créer une batterie pouvant être protégée des réactifs jusqu'au moment de la vente de la batterie au consommateur.
Après de nombreuses études, y compris des essais avec les méthodes mentionnées ci-dessus pour résoudre le problème, et obtention de résultats peu satisfaisants, j'ai maintenant trouvé la solution au problème. Cette solution consiste à fabriquer un couvercle solidaire pour batteries du type à chargement à sec, lequel couvercle ne présente pas de trous d'accès vers l'intérieur de la batterie.
Cette solution peut paraître à première vue être aussi bien peu pratique qu'impossible. Parce qu'une batterie ne peut pas fonctionner sans un trou d'accès travers lequel l'électrolyte puisse être versé pour commencer l'opération de la batterie et à travers lequel leb gaz puissent s'échapper pendant le fonctionnement de la batterie, un dispositif sans trou d'accès paraissait impossible.
Evidemment, le fonctionnement normal de la batterie n'a pas été oublié lorsqu'on a cherché la solution du problème.
<Desc/Clms Page number 10>
Mais cette idée n'est ni peu pratique ni impossible à réaliser, parce que le trou d'accès, qui est nécessaire dans toutes les batteries, sera formé au moment précis où la batterie est placée en service.
Afin que les développements ayant conduit à la présente invention puissent être compris, On donne ci-après des indications sur les essais ayant conduit aux conclusions, D'abord, un couvercle fut fait sans trou central de sorte que la cellule restait absolument fermée. Tout ce qui restait à faire était la préparation du trou au moment de la vente, juste avant l'introduction de l'électrolyte.
Ce couvercle ne convenait pas bien parce qu'il n'était pas faoile de faire le trou précisément de la manière désirée.
Il était nécessaire d'avoir un outil spécial ainsi qu'une personne compétente pour pouvoir faire le trou d'accès afin d'éviter l'endommagement du couvercle. Des erreurs dans la fabrication du trou coûtaient évidemment très cher, parce que toute la batterie devait être retournée au lieu de sa fabrication pour reconstruire la batterie et remplacer le couvercle. On a fait des essais avec une deuxième, troi- sième, quatrième, etc. méthodes et on est toujours arrivé au même problème final, c'est-à-dire, comment fairo le trou sans endommager le couvercle ou toute la batterie. Ces problèmes et inconvénients furent supprimés en employant le couvercle faisant l'objet de la présente invention.
Ainsi qu'on peut le voir, le couvercle possède un puits d'accès, mais ne présente pas de trou dans ce puits par lequel l'in- térieur de la batterie puisse communiquer avec les
<Desc/Clms Page number 11>
contaminants atmosphériques. De plus, le puits d'accès a une configuration permettant de recevoir le couvercle usuel à ventilation. Le couvercle peut être fixé dans la batterie après sa production. Aucune adresse spéciale n'est maintenant requise pour faire le trou dans la batterie, rendant celle-ci prête au fonctionnement.
En conséquence, l'un des objets de la présente invention est l'emploi dans une batterie électrique ou accumulateur d'un couvercle perfectionné sans ouverture.
Un deuxième objet de l'invention est de prévoir un couvercle solidaire pour batterie ou accumulateur élec- trique permettant la production par des moyens très simples d'un trou d'accès de l'électrolyte.
Un troisième objet de l'invention est de prévoir un couvercle de batterie ou accumulateur ayant une membrane perforable formée solidairement, qui protège de l'atmosphère l'intérieur de la batterie ou accumulateur.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une fermeture du puits d'accès de, la batterie permettant la fixation normale d'un couvercle de ventilation dans le puits d'accès.
Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un couvercle de batterie, protégeant de manière complète les éléments internes anhydres de ia batterie contre les conta- minants atmosphériques jusqu'à ce que la batterie soit prête pour emploi immédiat.
D'autres objets de l'invention seront évidents des dessins ci-joints, dans lesquels :
<Desc/Clms Page number 12>
La figure 1 est une vue générale d'une batterie d'accumulateur électrique dans sa forme générale où les couvercles de ventilation sont enlevés pour montrer la membrane formée solidairement à l'intérieur du puits d'accès 110.
La figure 2 est une vue én plan d'un couvercle de cellule de la batterie montrée dans la figure 1, mon- trant la membrane de fermeture à l'intérieur du puits d'accès.
La figure 3 est une vue en plan d'un couvercle de cellule après que la batterie a été préparée pour emploi après la vente de la batterie, en formant un trou dans le puits d'accès.
La figure 4 est une élévation du seul couvercle de cellule illustré dans la figure 2.
La figure 5 est une vue en coupe le long de la ligne 5-5 de la figure 4 montrant la membrane solidairement formée 120 à l'intérieur du puits d'accès 110.
La figure 6 est un fragment à plus grande échelle de la même coupe, montrant une membrane alternative qui a été pourvue d'entailles pour pouvoir être enlevée facilement.
En se reportant aux dessins, la figure 1 montre la configuration générale d'une batterie chargée à sec dans laquelle on n'a pas encore introduit l'électrolyte.
L'emballage de la batterie comprend le carter 10 auquel la partie supérieure 20 a été scellée. Aussi bien le carter que la partie supérieure sont formés en matériaux conven- tionnels di-électriques. résistant aux acides.
<Desc/Clms Page number 13>
La partie supérieure 20 comprend des couvercles de cellules individuelles 100 qui ont été scellés au moyen d'une matière céramique 30 résistant à la corrosion.
Ainsi que le montré le plus clairement dans la figure 2, les couvercles de cellules individuelles définis-
EMI13.1
sent ..des ouvertures 132 par lesquelles passent des montants a o¯ Tout W,L W*4 en forme de plaques, non illustres./comme dans une batterie conventionnelle et ainsi qu'illustre dans la figure le les montants formés de plaques sont à leur tour interoonneotés par des ponts 140 ou sont conformés en bornes de batterie 150.
En se reportant aux figures 2, 3, 4 et 5, le puits d'accès surélevé 110 occupe le centre du couvercle de cellule individuelle 100. L'intérieur de la partie du puits d'accès qui se prolonge au-dessus du plan du couvercle 100 est filetée en 116 pour recevoir un couvercle conven- tionnel(non illustré) de ventilation de la batterie. Le bord 117 termine.la partie filetée. La membrane 120 connectée avec le bord 117,est formée solidairement avec le couvercle 110. A cause de sa construction mince, la membrane 120 peut être quelque peu flexible. De plus, la membrane peut définir une coupe recourbée ainsi qu'illustré par le centre déprimé 124 dans la figure 5.
Comme forme alternative, la périphérie 122 de la membrane peut être entaillée en 126 comme illustré dans la figure 6. Ces entailles facilitent davantage la formation facile d'un trou dans le couvercle pour permettre l'introduction de l'électrolyte. Alternativement, la membrane peut présenter une section uniforme par rapport au couvercle et peut être située en toute position à
<Desc/Clms Page number 14>
l'intérieur du puits.
La fabrication de,' la batterie est achevée par des procédés connus en soi.avec cette exception qu'après que les plaques et couvercles ont été assemblés et interconnectés avec les bornes qui y sont scellées, on fait le vide à l'intérieur de la batterie ou bien on remplit l'intérieur de la batterie d'un gaz inerte juste avant l'achèvement du scellement de la partie supérieure 20 sur le carter 10.
La figure 1 montre la configuration de la batterie lorsqu'elle quitte l'installation de fabrication.
La batterie est complète à l'exception de l'électrolyte, lequel est emballé séparément dans un récipient résistant à l'acide. Dans l'intérêt de la clarté, les couvercles à ventilation qui seront insérés dans les puits d'accès
110 ont été supprimés. Les couvercles à ventilation cependant seront insérés dans les puits lorsque la batterie quitte l'installation de fabrication. La batterie reste dans cet état jusqu'au moment où elle est vendue au consommateur. A ce moment, des trous d'entrée sont formés dans le couvercle de la batterie en enlevant les chevilles de ventilation et en découpant la membrane 120 le long de sa périphérie 122. L'é;ectrolyte emballé séparément est alors introduit par les trous qui viennent d'être formés, et on remet en place les chevilles de ventilation.
La fermeture complète de l'intérieur de la batterie par rapport à l'espace environnant empêche la , réaction des plaques avec l'humidité et autres conta- minants atmosphériques. Plus particulièrement, on empêche
<Desc/Clms Page number 15>
la réaction de l'oxygène de l'air avec le plomb spongieux des plaques négatives. Ainsi, lorsque la batterie est vendue, les plaques ont conservé la même différence chimique que celle qu'elles possédaient au moment de la fabrication, et le consommateur reçoit une batterie entièrement fraîche.
L'invention a été décrite par des exemples spéci- fiques, mais il est évident à toute personne spécialisée dans cette technique que d'autres réalisations de l'invention pourront être faites sans sortir de la portée de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Dans la fabrication et la stockage de batteries chargées à sec du type présentant des puits d'accès à couvercle à ventilation,-la prévision d'un couvercle de cellule qui est fermé, di-électrique, ayant au moins un puits d'accès, ce puits comprenant une fermeture perforable en continuation du couvercle.
<Desc / Clms Page number 1>
Cover for aeo charged battery.
Mr. Rioardo OARTU Leal, in Mexioo, Mexico,
The present invention includes an improved cover for battery cases. More specifically, the invention comprises a perforable membrane, integrally formed inside the battery access well, protecting the battery plates against atmospheric contamination during storage before the sale of the battery. drums .
In order to understand the contribution constituted by the present invention, which solves a problem which has remained unresolved for a long time in the art of batteries, or
<Desc / Clms Page number 2>
electric accumulators, it is necessary to first recall the construction and operation of the ordinary battery or accumulator.
A wet cell battery produces electric current through a chemical reaction. The battery casing or casing is formed from an acid resistant dielectric material such as hard rubber or plastics, and may be constructed of various types. dimensions. The internal elements of the battery are enclosed in a five-sided casing, which can be divided into a plurality of cells. Each cell is covered with a cover having holes which receive the terminals, and has a shaping access well allowing it to receive a ventilated cover.
The interior of the battery is divided into electrolytic cells which, in turn, contain dissimilar metal plates, separators, and an electrolytic solution. Normally, the positive plate is made of a lead mesh, many mesh, which supports lead peroxide. The negative plate also consists of a lead mesh which in turn supports spongy lead. Separators or insulators made of a resistant corrosive material, but permeable to fluids, prevents contact between plates of different polarities, while leaving free access for the passage of the electrolyte.
The electrolyte solution consisting of distilled water and sulfuric acid circulates freely inside the cells.
<Desc / Clms Page number 3>
The negative and positive plates extend into the battery case by metal studs that protrude through holes formed in the battery cover. So that the electrolyte does not corrode the posts, they are frictionally fixed in the holes.
The posts themselves can form the terminals of the battery, or they can in turn be connected to the posts of other cells to gather energy from all cells.
The chemical action producing electricity in a battery cell can be defined as follows:
Lead + lead peroxide + 2 sulfuric acid gives
2 lead sulphate + 2 water
The reaction produces a potential difference of 2.1 volts between the plates, which reduces the lead oxide to lead on one of the plates and causes sulfate ions to deposit on the other plate, thereby turning the lead spongy. in lead sulphate.
The reaction is obviously reversible. Thus, if the electrolytic cell has a potential difference of direction opposite to that produced by the battery and greater than 2.1 volts, it is possible to reverse the reaction described above which charges the cell.
In order to produce a potential between the plates of different polarities, the reaction described above is produced at every instant. If the battery is left without charging for a long time, the two plates may
<Desc / Clms Page number 4>
become completely sulphated. When this happens, the plaques are no longer chemically different.
Therefore, it $ will no longer react to the charging current, nor will it produce a current by chemical reaction. Two dissimilar plates must be present in the electrolyte to effect an electrolytic action.
When a cell has remained discharged, the pomb sulfate that forms on the plates during discharge becomes a hard, white, crystalline formation.
This formation closes the pores of the plaques and produces the obstruction of the available active surface.
In addition, crystallization, known as sulphation, electrically isolates the plates from the electrolyte in such a way that a charging reaction can no longer take place.-It is easy to realize that when the new battery reaches this condition as a result of prolonged storage. The value of the battery decreases, i.e. its value decreases from the point of view of the consumer.
Speaking in chemical terms, these consequences are known as the "local reaction" of a battery or accumulator.
In order to eliminate the problem of local reaction sulphation and discharge in new batteries, battery manufacturers have put on the market a new type of battery known as "dry charging battery". The dry-charging battery is complete in every detail and contains all the elements
<Desc / Clms Page number 5>
described above the conventional battery, except the electrolyte. The electrolyte for these batteries is packaged separately, and the dilute sulfuric acid is added to the battery only when the battery is sold to the consumer. As far as possible, the battery is sold commercially with its internal parts in a perfectly dry state.
After the manufacture of the battery has been completed, it is subjected to a prolonged drying process in an inert atmosphere or a rapid drying process in a normal atmosphere.
The new practice of bringing dry-charged batteries to the market poses additional problems in itself. The negative plate is a spongy material which makes it very sensitive to chemical reaction because of the large surface it offers. Thus, when the negative plate is exposed to air, and more particularly to oxygen in the air, the lead sponge oxidizes. By this oxidation, heat is produced which further facilitates the reaction. When the negative plate has reacted with oxygen for an appreciable period of time, the entire plate becomes coated with lead peroxide and becomes chemically similar to the positive plate. A problem similar to sulfation of the negative plate occurs.
The battery is unable to react electrolytically to generate current, since the plates are of similar composition.
<Desc / Clms Page number 6>
The positive plate being made of finely divided material is also adversely affected by contact with air. The heat produced on the negative plate in the reduced volume of the battery pack tends to reduce the lead peroxide in the positive plate thereby releasing free oxygen. This free oxygen is easily absorbed by the battery. negative plate, by balancing the composition of the plates.
Consumer acceptance of dry-charged batteries requires that suppliers have a large stock of batteries waiting to be put into service. These large stocks tend to extend the storage life of the battery even further, increasing the problem of oxidation.
Thus, as the use of dry-charged batteries has increased, the problem of oxidation has increased.
The result is a tendency to render unnecessary the efforts of manufacturers to provide consumers with a "fresh" battery when they need it.
In order to keep the complexity newly created by the use of dry-charged batteries to a minimum, it is necessary that the cells are kept in as dry a condition as possible, and that they be protected against l. air and any moisture in it as long as the battery is not in use.
In other words, a dry charged battery must be kept in an inert atmosphere to avoid the chemical reaction of atmospheric contaminants with matter.
<Desc / Clms Page number 7>
active that is contained in the plates. The problem of maintaining an inert atmosphere around the plates has been the subject of long studies and, although attempts have been made with several methods for retaining an inert surrounding atmosphere, to date no commercially acceptable method has been attempted. been proposed. Accordingly, dry charged batteries have been sold in a condition which is less than the optimum condition.
However, the oxidation of the negative plate resulted in a loss of the main characteristic of the new battery, of being able to be delivered to the consumer in a "fresh" state. There is no point in emphasizing the resulting loss of prestige for the battery manufacturer.
The problem of protecting a battery from atmospheric contaminants before filling the battery with electrolyte and before sale is made more difficult by the need to ventilate the battery during use. This ventilation is obviously necessary because gases are formed during the charging of the battery.
Various methods have been tried to seal off a battery before it is filled with electrolyte, and to prevent air from entering. Among the methods tried which have not been successful we can cite;
1. Cover the hole in the ventilation cover with adhesive tape. This method was obviously unsatisfactory because, even if the tape did not close
<Desc / Clms Page number 8>
not completely the orifioe. In addition, due to negligence in handling the battery, or due to lack of adhesion, the tape often came off. In addition, the edge of the cover did not provide a tight seal on its seat, and air was entering the battery around the periphery of the cover.
2, Place a rubber or cellulose packing below the thread of the pressure vent cover. This method is not used because of the inherent drawback that the packing never makes a uniform seal with the vent cover. Because the stuffing did not have a proper seat, with the center of the access well open, the stuffing distorted and air flowed smoothly into the activated plates of the cell.
3. Replacing the ventilation cover while the battery is in storage with a solid cover without holes. This method is economically undesirable because of the high cost involved in providing two sets of covers with each battery. In addition, the problem of supply is increased by the need to separately package the fillings of the ventilation covers.
Even more important is the inherent danger that exists in the use of unventilated covers after a battery has been filled with electricity. If, after filling, the solid lids are screwed back into the access hole, there is a great danger that the gases produced during the reaction of the electrolyte with the plates will produce an explosion, causing
<Desc / Clms Page number 9>
destruction of the battery, or perhaps even greater damage. In addition, as mentioned above, the method is not completely satisfactory because ordinary lids do not provide a perfect seal around the entire periphery. Air that escapes below the edge of the peg lids will reach the plates, which is undesirable.
Experiments and studies for many years have been made to find a solution to the problem of creating a battery that can be protected from reagents until the time of sale of the battery to the consumer.
After many studies, including trying the above mentioned methods to fix the problem, and getting unsatisfactory results, I have now found the solution to the problem. This solution consists in manufacturing an integral cover for batteries of the dry-charging type, which cover does not have access holes towards the interior of the battery.
This solution may at first glance seem impractical as well as impossible. Because a battery cannot function without an access hole through which electrolyte can be poured to begin battery operation and through which gas can escape during battery operation, a device without an access hole seemed impossible.
Obviously, the normal functioning of the battery was not forgotten when the solution of the problem was sought.
<Desc / Clms Page number 10>
But this idea is neither impractical nor impossible to realize, because the access hole, which is necessary in all batteries, will be formed at the exact moment when the battery is placed in service.
In order that the developments which led to the present invention can be understood, The following gives indications on the tests which led to the conclusions. First, a cover was made without a central hole so that the cell remained absolutely closed. All that remained was to prepare the hole at the time of sale, just before the introduction of the electrolyte.
This cover did not fit well because it was not easy to make the hole precisely in the desired way.
It was necessary to have a special tool as well as a competent person to be able to make the access hole in order to avoid damage to the cover. Mistakes in making the hole were obviously very costly, because the entire battery had to be returned to the place of manufacture to rebuild the battery and replace the cover. We did some tests with a second, third, fourth, etc. methods and we always arrived at the same final problem, that is to say, how to make the hole without damaging the cover or the whole battery. These problems and drawbacks were eliminated by employing the cover object of the present invention.
As can be seen, the cover has an access well, but does not have a hole in this well through which the interior of the battery can communicate with the
<Desc / Clms Page number 11>
air contaminants. In addition, the access shaft has a configuration to receive the usual ventilation cover. The cover can be fixed in the battery after its production. No special address is now required to make the hole in the battery, making it ready for operation.
Consequently, one of the objects of the present invention is the use in an electric battery or accumulator of an improved cover without opening.
A second object of the invention is to provide an integral cover for an electric battery or accumulator allowing the production by very simple means of an access hole for the electrolyte.
A third object of the invention is to provide a battery or accumulator cover having a perforable membrane formed integrally, which protects the interior of the battery or accumulator from the atmosphere.
Another object of the invention is to provide a closure of the access shaft of the battery allowing the normal attachment of a ventilation cover in the access shaft.
Yet another object of the invention is to provide a battery cover, completely protecting the dry internal parts of the battery from atmospheric contaminants until the battery is ready for immediate use.
Other objects of the invention will be evident from the accompanying drawings, in which:
<Desc / Clms Page number 12>
Figure 1 is a general view of an electric storage battery in its general form where the ventilation covers are removed to show the membrane integrally formed inside the access well 110.
Figure 2 is a plan view of a cell cover of the battery shown in Figure 1, showing the closure membrane within the access well.
Figure 3 is a plan view of a cell cover after the battery has been prepared for use after the battery has been sold, forming a hole in the access well.
Figure 4 is an elevation of the single cell cover shown in Figure 2.
Figure 5 is a sectional view taken along line 5-5 of Figure 4 showing the integrally formed membrane 120 within the access well 110.
Figure 6 is an enlarged fragment of the same section, showing an alternate membrane which has been provided with notches for easy removal.
Referring to the drawings, Figure 1 shows the general configuration of a dry charged battery in which the electrolyte has not yet been introduced.
The battery pack includes the casing 10 to which the top 20 has been sealed. Both the casing and the upper part are formed from conventional dielectric materials. acid resistant.
<Desc / Clms Page number 13>
The top 20 includes individual cell covers 100 which have been sealed with a corrosion resistant ceramic material 30.
As most clearly shown in Figure 2, the defined individual cell lids-
EMI13.1
feels ... openings 132 through which pass aō Tout W, LW * 4 uprights in the form of plates, not illustrated./as in a conventional battery and as illustrated in the figure the uprights formed of plates are at their tower interotés by bridges 140 or are shaped as battery terminals 150.
Referring to Figures 2, 3, 4, and 5, the raised access shaft 110 occupies the center of the single cell cover 100. The interior of the portion of the access shaft that extends above the plane of the cover 100 is threaded at 116 to receive a conventional battery vent cover (not shown). The edge 117 ends the threaded part. The membrane 120, connected with the edge 117, is integrally formed with the cover 110. Because of its thin construction, the membrane 120 can be somewhat flexible. Additionally, the membrane may define a recurved section as illustrated by depressed center 124 in Figure 5.
As an alternate form, the periphery 122 of the membrane may be notched at 126 as shown in Figure 6. These notches further facilitate the easy formation of a hole in the cover to allow introduction of the electrolyte. Alternatively, the membrane may have a uniform section with respect to the cover and may be located in any position away from
<Desc / Clms Page number 14>
inside the well.
The manufacture of the battery is completed by methods known per se, with the exception that after the plates and covers have been assembled and interconnected with the terminals sealed therein, a vacuum is made inside the battery. battery or the inside of the battery is filled with an inert gas just before the completion of the sealing of the upper part 20 on the casing 10.
Figure 1 shows the configuration of the battery when it leaves the manufacturing facility.
The battery is complete except for the electrolyte, which is packaged separately in an acid resistant container. For the sake of clarity, the vent covers that will be inserted into the access shafts
110 have been deleted. Vented covers, however, will be inserted into the wells when the battery leaves the manufacturing facility. The battery remains in this state until it is sold to the consumer. At this time, inlet holes are formed in the battery cover by removing the ventilation pegs and cutting the membrane 120 along its periphery 122. The separately packaged electrolyte is then introduced through the holes which have just been trained, and the ventilation pegs are replaced.
Completely closing the battery interior from the surrounding space prevents the plates from reacting with moisture and other atmospheric contaminants. More particularly, we prevent
<Desc / Clms Page number 15>
the reaction of oxygen in the air with the spongy lead of the negative plates. So when the battery is sold, the plates retain the same chemical difference they had at the time of manufacture, and the consumer receives a completely fresh battery.
The invention has been described by specific examples, but it is obvious to any person skilled in this art that other embodiments of the invention can be made without departing from the scope of the invention.
CLAIMS.
1. In the manufacture and storage of dry charged batteries of the type having ventilated cover access wells, the provision of a cell cover which is closed, dielectric, having at least one well of ventilation. access, this well comprising a perforable closure in continuation of the cover.