CA1122651A - Pile electrique cylindrique - Google Patents
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- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
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Abstract
L'invention concerne une pile électrique cylindrique, dans laquelle l'électrode négative (8) est une feuille de lithium enroulée autour d'un collecteur de courant (1) élastiquement déformable présentant la forme d'un cylindre dont la directrice est approximativement circulaire et possède deux extrémités non confondues. Selon l'invention, les deux portions de cylindre voisines desdites extrémités sont découpées selon des formes complémentaires de telle sorte qu'elles s'interpénètrent, les parties saillantes (2) d'une portion se logeant dans les parties en retrait (3) de l'autre portion. Application aux piles dont la matière active positive est liquide. FIGURE A PUBLIER : Fig. 3
Description
` :" llZ2651 ,, .
SAFT LECLANCHE - POITIERS - France -Pile électrique cylindriaue La présente invention concerne une pile électrique cylindrique du type de celle qui a été décrite dans le brevet suisse 560 975 du 28 févrler 1975 ; il s'agit d'une pile dont l'électrode positive est au contact de la paroi extérieure et séparée de l'électrode négative par un séparateur poreux ; l'électrode négative est constitués par une feuille de métal ayant un potentiel normal fortement négatif enroulée autour d'un collecteur de courant élastiquement déformable présentant la forme d'un cylindre dont la directrice est approximativement circulaire et possède deux extrémités non confondues.
: . , , : , ~ZZ~S~L .~L, Dans de telles piles, l'électrode négative est consommée au fur et à mesure de la décharge, et si l'électrode positive ne compense pas par son gonflement la diminution d'épaisseur de l'électrode négative, l'intervalle entre les deux électrodes risque d'augmenter et de rompre le contact ionique ; le collecteur de courant intervient donc pour repou~ser l'électrode négative vers l'électrode positive en augmentant son diamètre par l'effet de ressort.
Dans le brevet précité l'étude a été faite pour des piles où la matière active cathodique est un solide tel que l'oxyde de cuivre, le chromate d'argent ou le sulfure de cuivre. Dans de pareils cas, le lithium déchargé à l'état d'oxyde se loge dans les pores de l'élec-trode positive, ce qui amène une augmentation de volume de cette dernière et compense partiellement la diminution de volume de l'électrode négative.
Il en va autrement dans le cas où l'électrode positive a un volume invariable, ce qui se produit pour des piles à matière active positive liquide.
L'électrode positive est un simple collecteur qui resoit dans ses pores les produits de la décharge négative sans changer de volume.
Il faut donc que le collecteur négatif cylindrique ait une possibilité
d'augmenter son diamètre supérieure à celle qui a été prévue avec les rormes de collecteurs proposées dans le brevet précité. Or dans le brevet précité on a proposé que la forme de la directrice soit un oerole inoomplet, ou une portion de spirale.
Dans le cas du cercle incomplet, la partie manquante ne doit pas devenir trop importante, sous peine de ne plus remplir un rôle collecteur adéquat, ou un rôle de soutien suf~isant pour l'éleotrode négative.
Dans le cas de la portion de spirale, le ressort tendu doit avoir une double épaisseur sur une longueur importante de l'aro de cercle, ce qui entraîne des dé~ormations et, partant, des inégalités de distri-bution de courant.
: .
~12Z651 _3 La pré3ente invention a pour but de remédier à ce~ inconvénients.
Elle a pour objet une pile cylindrique dont l'électrode positive est au contact de la paroi extérieure et séparée de l'électrode négative par un 3éparateur poreux, dont l'électrode négative est constituée par une feuille de métal enroulée autour d'un collecteur de courant élastiquement déformable présentant la forme d'un cylindre dont la directrice est approximativement circulaire et possède deux extrémités non confondues, caractérisée par le fait qu'au moins les deux portions de cylindre voisines desdites extrémités sont découpées selon des formes complémentaires de telle sorte qu'elles s'interpénètrent, les parties 3aillantes d'une portion se logeant dans les parties en retrait de l'autre portion et que ladite feuille de métal est divisée en au moins deux parties par au moins une découpure parallèle à l'axe du cylindre.
De cette manière le ressort garde la forme extérieure d'un cylindre régulier, quel que soit son degré de tension, et exerce sur la feuille de métal une force centrifuge répartie régulièrement. Du fait de sa division en plusieurs parties la feuille de métal enroulée autour du collecteur est constamment appliquée contre le séparateur poreux. La forme préférée des parties saillantes est aussi la plus simple, celle de languettes, rectangulaires si on les met à plat, délimitées par des arcs de cercle dont le plan est perpendiculaire à l'axe du cylindre et par des seBments d'une génératrice du cylindre.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après d'un exemple de réalisation illustré par le dessin annexé
où:
- la figure 1 représente la forme à plat d'un collecteur selon l'invention, - la figure 2 représente le principe d'un collecteur selon 3o l'invention dans la forme où il est utilisé, .' 1226`51 - la figure 3 représente un exemple de pile selon l'invention.
Sur la figure 1 la référence 1 désigne un collecteur selon l'invention qui est ici représenté à plat, tel gu'il est découpé avant d'être mis en forme. Dans l'exemple décrit il est découpé dans une feuille en acier inoxydable, mai3 bien entendu tout métal ayant d'une part les propriétés élastiques requises, d'autre part une inaltérabilité
suffisante vis-à-vis des constituants de la pile, peut convenir. Dans cette feuille on a donc découpé des espaces rectangulaires 3, de part et d'autre d'une portion 4, de manière à laisser de~ languettes 2.
Chaque espace 3 d'un côté de la portion 4 se trouve à la hauteur d'une languette 2 de l'autre côté de la portion 4. De cette manière, lorsque le collecteur 1 est courbé pour prendre sa forme cylindrique les extrémités des languettes 2 d'un côté viennent se loger dans les espaces 3 de l'autre côté. La largeur de la portion 4 n'est pas particulièrement critique. L'essentiel est que les espaces 3 aient une profondeur suffi-sante pour loger les languettes 2 lorsque le collecteur se présente avec son plu9 petit diamètre.
La figure 2 représente une partie du collecteur sous sa forme cylindrique, les extrémités des languettes 2 se logeant dans les espaces 3.
La figure 3 représente une pile en coupe partielle. Cette ; pile est une pile au lithium où la matière active positive est constituée par une solution de tétrachloroaluminate dans du chlorure de thionyle.
Le bottier 5 de la pile est en acier inoxydable et a la forme d'un godet. L'électrode posltive 6, au contact du bottier 5 est constituée par un anneau de carbone poreux. La matière active de l'électrode négative 8, séparée de l'électrode 6 par un séparateur poreux 7 est constituée par une feuille de lithium recourbée en cylindre et partagée en deux demi-cylindres par une découpure selon l'une des génératrices du cylindre. A l'intérieur du cylindre aingi formé et en contact étroit : ~ :
~- llZZ651 ~
avec les deux demi-cylindres de lithium 3e trouve un collecteur 1 selon l'invention. Le ressort qu'il ~orme est 30U~ tension, et les languettes 2 occupent les espaces 3 à peu prè3 au maximum des possibilités.
De cette manière, il appuie sur la feuille de lithium 8 et la pous3e vers le séparateur 7 et l'électrode positive 6. Un disque isolant 9 sépare la feuille 8 et le collecteur 1 du ~ond du bo;tier 5.
Le bo;tier 5 est ~ermé à la partie supérieure par un ensemble de pièces qui ne font pas partie de l'invention. Une pièce cylindrique 16 en alliage ~erro-nickel est en relation électrique avec le collecteur 1, tandis qu'une autre pièce 12 en ~erro-nickel, qui a la forme d'un disque évidé au centre et à bord extérieur plus épais que le reste, est soudée par ce bord extérieur au bo;tier 5. Elle est mécaniquement reliée à la pièce 16 par une soudure en verre 17 qui l'en isole électri-quement. Un disque en polytétrafluoréthylène 10 protège la pièce 12 des composants électrochimiques de la pile.
La pièce 16 est bouchée intérieurement par un bouchon 15 d'acier inoxydable qui lui est soudé de façon étanche. Un disque 13 d'acier inoxydable évidé en son centre est engagé à ~orce sur la pièce 16 et lui est soudé. Il est séparé de la pièce 12 par un disque de polyté-trafluoréthylène 11. Un capuchon 14 est posé sur le disque 13 et lui est soudé. Ce capuchon 14 sert de borne négative de la pile, dont le bo~tier 5 sert de sortie positive.
Lorsque la pile se décharge la partie de la Peuille de lithium 8 voisine du séparateur 7 passe peu à peu en solution dans l'électrolyte qui imbibe le séparateur 7 et remplit les pores de l'électrode 6.
Sous l'action du collecteur qui a tendance à augmenter de diamètre en se détendant, la feuille 8 continue à être appllquée contre le séparateur 7. La décharge se produit donc de façon régulière et sans interruption.
.
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, 112265~ 6 Bien entendu, l'invention-n'e~t pas limitée au mode de réali-~ation qui vient d'être décrit.
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SAFT LECLANCHE - POITIERS - France -Pile électrique cylindriaue La présente invention concerne une pile électrique cylindrique du type de celle qui a été décrite dans le brevet suisse 560 975 du 28 févrler 1975 ; il s'agit d'une pile dont l'électrode positive est au contact de la paroi extérieure et séparée de l'électrode négative par un séparateur poreux ; l'électrode négative est constitués par une feuille de métal ayant un potentiel normal fortement négatif enroulée autour d'un collecteur de courant élastiquement déformable présentant la forme d'un cylindre dont la directrice est approximativement circulaire et possède deux extrémités non confondues.
: . , , : , ~ZZ~S~L .~L, Dans de telles piles, l'électrode négative est consommée au fur et à mesure de la décharge, et si l'électrode positive ne compense pas par son gonflement la diminution d'épaisseur de l'électrode négative, l'intervalle entre les deux électrodes risque d'augmenter et de rompre le contact ionique ; le collecteur de courant intervient donc pour repou~ser l'électrode négative vers l'électrode positive en augmentant son diamètre par l'effet de ressort.
Dans le brevet précité l'étude a été faite pour des piles où la matière active cathodique est un solide tel que l'oxyde de cuivre, le chromate d'argent ou le sulfure de cuivre. Dans de pareils cas, le lithium déchargé à l'état d'oxyde se loge dans les pores de l'élec-trode positive, ce qui amène une augmentation de volume de cette dernière et compense partiellement la diminution de volume de l'électrode négative.
Il en va autrement dans le cas où l'électrode positive a un volume invariable, ce qui se produit pour des piles à matière active positive liquide.
L'électrode positive est un simple collecteur qui resoit dans ses pores les produits de la décharge négative sans changer de volume.
Il faut donc que le collecteur négatif cylindrique ait une possibilité
d'augmenter son diamètre supérieure à celle qui a été prévue avec les rormes de collecteurs proposées dans le brevet précité. Or dans le brevet précité on a proposé que la forme de la directrice soit un oerole inoomplet, ou une portion de spirale.
Dans le cas du cercle incomplet, la partie manquante ne doit pas devenir trop importante, sous peine de ne plus remplir un rôle collecteur adéquat, ou un rôle de soutien suf~isant pour l'éleotrode négative.
Dans le cas de la portion de spirale, le ressort tendu doit avoir une double épaisseur sur une longueur importante de l'aro de cercle, ce qui entraîne des dé~ormations et, partant, des inégalités de distri-bution de courant.
: .
~12Z651 _3 La pré3ente invention a pour but de remédier à ce~ inconvénients.
Elle a pour objet une pile cylindrique dont l'électrode positive est au contact de la paroi extérieure et séparée de l'électrode négative par un 3éparateur poreux, dont l'électrode négative est constituée par une feuille de métal enroulée autour d'un collecteur de courant élastiquement déformable présentant la forme d'un cylindre dont la directrice est approximativement circulaire et possède deux extrémités non confondues, caractérisée par le fait qu'au moins les deux portions de cylindre voisines desdites extrémités sont découpées selon des formes complémentaires de telle sorte qu'elles s'interpénètrent, les parties 3aillantes d'une portion se logeant dans les parties en retrait de l'autre portion et que ladite feuille de métal est divisée en au moins deux parties par au moins une découpure parallèle à l'axe du cylindre.
De cette manière le ressort garde la forme extérieure d'un cylindre régulier, quel que soit son degré de tension, et exerce sur la feuille de métal une force centrifuge répartie régulièrement. Du fait de sa division en plusieurs parties la feuille de métal enroulée autour du collecteur est constamment appliquée contre le séparateur poreux. La forme préférée des parties saillantes est aussi la plus simple, celle de languettes, rectangulaires si on les met à plat, délimitées par des arcs de cercle dont le plan est perpendiculaire à l'axe du cylindre et par des seBments d'une génératrice du cylindre.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après d'un exemple de réalisation illustré par le dessin annexé
où:
- la figure 1 représente la forme à plat d'un collecteur selon l'invention, - la figure 2 représente le principe d'un collecteur selon 3o l'invention dans la forme où il est utilisé, .' 1226`51 - la figure 3 représente un exemple de pile selon l'invention.
Sur la figure 1 la référence 1 désigne un collecteur selon l'invention qui est ici représenté à plat, tel gu'il est découpé avant d'être mis en forme. Dans l'exemple décrit il est découpé dans une feuille en acier inoxydable, mai3 bien entendu tout métal ayant d'une part les propriétés élastiques requises, d'autre part une inaltérabilité
suffisante vis-à-vis des constituants de la pile, peut convenir. Dans cette feuille on a donc découpé des espaces rectangulaires 3, de part et d'autre d'une portion 4, de manière à laisser de~ languettes 2.
Chaque espace 3 d'un côté de la portion 4 se trouve à la hauteur d'une languette 2 de l'autre côté de la portion 4. De cette manière, lorsque le collecteur 1 est courbé pour prendre sa forme cylindrique les extrémités des languettes 2 d'un côté viennent se loger dans les espaces 3 de l'autre côté. La largeur de la portion 4 n'est pas particulièrement critique. L'essentiel est que les espaces 3 aient une profondeur suffi-sante pour loger les languettes 2 lorsque le collecteur se présente avec son plu9 petit diamètre.
La figure 2 représente une partie du collecteur sous sa forme cylindrique, les extrémités des languettes 2 se logeant dans les espaces 3.
La figure 3 représente une pile en coupe partielle. Cette ; pile est une pile au lithium où la matière active positive est constituée par une solution de tétrachloroaluminate dans du chlorure de thionyle.
Le bottier 5 de la pile est en acier inoxydable et a la forme d'un godet. L'électrode posltive 6, au contact du bottier 5 est constituée par un anneau de carbone poreux. La matière active de l'électrode négative 8, séparée de l'électrode 6 par un séparateur poreux 7 est constituée par une feuille de lithium recourbée en cylindre et partagée en deux demi-cylindres par une découpure selon l'une des génératrices du cylindre. A l'intérieur du cylindre aingi formé et en contact étroit : ~ :
~- llZZ651 ~
avec les deux demi-cylindres de lithium 3e trouve un collecteur 1 selon l'invention. Le ressort qu'il ~orme est 30U~ tension, et les languettes 2 occupent les espaces 3 à peu prè3 au maximum des possibilités.
De cette manière, il appuie sur la feuille de lithium 8 et la pous3e vers le séparateur 7 et l'électrode positive 6. Un disque isolant 9 sépare la feuille 8 et le collecteur 1 du ~ond du bo;tier 5.
Le bo;tier 5 est ~ermé à la partie supérieure par un ensemble de pièces qui ne font pas partie de l'invention. Une pièce cylindrique 16 en alliage ~erro-nickel est en relation électrique avec le collecteur 1, tandis qu'une autre pièce 12 en ~erro-nickel, qui a la forme d'un disque évidé au centre et à bord extérieur plus épais que le reste, est soudée par ce bord extérieur au bo;tier 5. Elle est mécaniquement reliée à la pièce 16 par une soudure en verre 17 qui l'en isole électri-quement. Un disque en polytétrafluoréthylène 10 protège la pièce 12 des composants électrochimiques de la pile.
La pièce 16 est bouchée intérieurement par un bouchon 15 d'acier inoxydable qui lui est soudé de façon étanche. Un disque 13 d'acier inoxydable évidé en son centre est engagé à ~orce sur la pièce 16 et lui est soudé. Il est séparé de la pièce 12 par un disque de polyté-trafluoréthylène 11. Un capuchon 14 est posé sur le disque 13 et lui est soudé. Ce capuchon 14 sert de borne négative de la pile, dont le bo~tier 5 sert de sortie positive.
Lorsque la pile se décharge la partie de la Peuille de lithium 8 voisine du séparateur 7 passe peu à peu en solution dans l'électrolyte qui imbibe le séparateur 7 et remplit les pores de l'électrode 6.
Sous l'action du collecteur qui a tendance à augmenter de diamètre en se détendant, la feuille 8 continue à être appllquée contre le séparateur 7. La décharge se produit donc de façon régulière et sans interruption.
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, 112265~ 6 Bien entendu, l'invention-n'e~t pas limitée au mode de réali-~ation qui vient d'être décrit.
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Claims (2)
1/ Pile électrique cylindrique dont l'électrode positive est au contact de la paroi extérieure et séparée de l'électrode négative par un sépa-rateur poreux, dont l'électrode négative est constituée par une feuille de métal enroulée autour d'un collecteur de courant élastiquement déformable présentant la forme d'un cylindre dont la directrice est approximativement circulaire et possède deux extrémités non confondues, caractérisée par le fait qu'au moins les deux portions de cylindre voisines desdites extrémités sont découpées selon des formes complémen-taires de telle sorte qu'elles s'interpénètrent, les parties saillantes d'une portion se logeant dans les parties en retrait de l'autre portion, et que ladite feuille de métal est divisée en au moins deux parties par au moins une découpure parallèle à l'axe du cylindre.
2/ Pile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdites parties en retrait sont délimitées par des arcs de cercle dont le plan est perpendiculaire à l'axe du cylindre et par des segments d'une génératrice du cylindre.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7900725A FR2446543A2 (fr) | 1979-01-12 | 1979-01-12 | Pile electrique cylindrique |
| FR7900725 | 1979-01-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1122651A true CA1122651A (fr) | 1982-04-27 |
Family
ID=9220677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA343,547A Expired CA1122651A (fr) | 1979-01-12 | 1980-01-11 | Pile electrique cylindrique |
Country Status (8)
| Country | Link |
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| US (1) | US4237199A (fr) |
| CA (1) | CA1122651A (fr) |
| CH (1) | CH634173A5 (fr) |
| DE (1) | DE3000469C2 (fr) |
| FR (1) | FR2446543A2 (fr) |
| IT (1) | IT1127972B (fr) |
| NO (1) | NO149944C (fr) |
| SE (1) | SE8000246L (fr) |
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| US5849431A (en) * | 1995-09-27 | 1998-12-15 | Sony Corporation | High capacity secondary battery of jelly roll type |
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| US6437239B1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-08-20 | Wilson Greatbatch, Ltd. | Protection device and method of determining exposure temperature |
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