CH643398A5 - Element d'accumulateur au plomb. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un élément d'accumulateur au plomb de durée de vie élevée.

L'invention s'applique tout particulièrement à des accumulateurs au plomb pouvant supporter des charges très rapides, de l'ordre de la 1/2 heure, pour des durées de décharge de 35 l'ordre de deux heures, ce qui correspond aux contraintes imposées pour la traction automobile.

De tels éléments d'accumulateur sont destinés à être maintenus pressés, dans un bac rempli d'électrolyte, avec une pression d'écrasement relativement importante, supérieure à 0,1 40 bar.

L'état de la technique peut être illustré, par exemple, par les documents suivants:

La demande de brevet français 2 327 778 qui décrit une enveloppe pour plaque positive d'accumulateur au plomb qui 45 n'est pas conçue pour être maintenue pressée dans l'accumulateur final.

Ce document ne décrit ni la caractéristique relative au pressage de l'élément d'accumulateur propre à la présente invention, ni le revêtement de l'intégralité des chants de la pia- 50 que positive pour remédier aux problèmes spécifiques aux éléments d'accumulateur soumis à une pression d'écrasement relativement importante.

Le brevet US 3 625 772 qui décrit un élément d'accumulateur, essentiellement du type zinc-argent, dans lequel les pia- 55 ques sont insérées entre des séparateurs en matière minérale, typiquement en céramique. Un tel élément d'accumulateur n'est pas prévu pour être soumis à une pression d'écrasement importante.

Le brevet US 3 201 280 qui décrit un élément d'accumula- 60 teur au plomb dans lequel les plaques ont trois de leurs côtés recouverts d'enveloppes sans nervures réalisées, soit par jonction des extrémités débordantes de feuilles de séparateur caoutchouc, soit dans un montage du type cadre, avec des profilés latéraux. es

La demande de brevet français 2 306 539 qui décrit des enveloppes pour plaques d'accumulateur à structure non identifiée, ces enveloppes étant prévues pour empêcher la formation de dendrites entre les plaques positives et négatives et étant constituées par une gaine obtenue par jonction des bords verticaux débordants des plaques séparatrices et complétées par un fond pour injecter une résine époxy.

Ce document ne prévoit pas de pressage des éléments d'accumulateur ni un revêtement sur l'intégralité des chants des plaques d'accumulateur.

La demande de brevet français 2 097 101 qui décrit un élément d'accumulateur utilisant un alliage de titane comme support du peroxyde de plomb, dans lequel le fond de l'enveloppe de plaque comporte des isolants collés aux dispositifs d'espacement avec de la résine époxy.

Pas plus que les documents précédents, ce document ne prévoit de revêtir l'intégralité des chants de la plaque positive d'une matière protectrice étanche à la matière active de ces plaques.

Enfin, le brevet US 2 925 456 qui décrit uniquement, un élément de séparateur à structure composite pour accumulateur.

Aucun de ces documents ne décrit ou ne suggère les caractéristiques de la présente invention qui sont spécifiées dans la revendication 1.

L'agencement selon la revendication 1 permet de résoudre grandement le problème de l'échappement de la matière active des plaques résultant des pressions relativement fortes appliquées sur l'élément d'accumulateur, cet échappement s'ef-fectuant normalement sur toute la périphérie de la plaque, de sorte que l'élément d'accumulateur au plomb selon la présente invention offre une durée de vie notablement augmentée.

Les caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:

La figure 1 représente un mode de réalisation d'éléments d'accumulateur auxquels s'applique la présente invention;

La figure 2 représente la configuration des zones de dégradation dans une plaque positive d'un élément d'accumulateur; et

Les figures 3A, 3B, 3C et 4 sont destinées à illustrer la présente invention.

La présente invention concerne plus particulièrement des éléments d'accumulateur au plomb, tels que celui représenté dans la figure 1, comprenant une plaque positive centrale 1 comprise entre deux plaques négatives 2 et 3. Entre la plaque positive et chacune des plaque positive et chacune des plaques négatives se trouve un ensemble d'éléments séparateurs comprenant par exemple successivement un élément plan microporeux 4, tel que le produit dit Darak, constitué de pulpe de papier, de laine de verre et de résine phénolique, un élément intercalaire 5 ondulé et perforé, par exemple en PVC, et un élément 6 tel qu'un voile fibreux. Une pression, illustrée par les flèches F, est exercée sur l'ensemble de l'élément d'accumulateur. Bien entendu, de nombreux éléments d'accumulateur, du type représenté dans la figure 1, peuvent être assemblés en parallèle ou en série, la force pressante s'exerçant sur l'ensemble des éléments assemblés 5.

Les inventeurs ont montré expérimentalement que des structures telles que celles représentées en figure 1 sur lesquelles étaient appliquées des pressions relativement importantes, par exemple de l'ordre de 0,4 bar ou de 1 bar ou plus, permettraient de fournir des éléments d'accumulateur au plomb de grande durée de vie et pouvant supporter mille cycles de charge-décharge ou plus, la durée de charge étant de l'ordre de la 1/2 heure et la durée de décharge de l'ordre de 2 heures. On notera comparativement que des éléments de batterie classiques ne peuvent dépasser 100 cycles de charge-décharge à de telles vitesses de charge.

Les inventeurs ont examiné des éléments d'accumulateur,

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tels que décrits ci-dessus en relation avec la figure 1, à la fin de la durée de vie de l'accumulateur, c'est-à-dire quand la capacité de stockage de celui-ci devient insuffisante. C'est essentiellement au niveau de la plaque positive que des défauts ont pu être observés. Des défauts, correspondant à une dégradation de la matière active se répartissent sensiblement de la façon représentée dans la figure 2 ci-jointe: à savoir que la partie centrale 10 de la plaque est sensiblement non dégradée alors qu'une dégradation relativement importante se présente dans les zones latérales 11.

Des expériences conduites par les inventeurs ont montré que cette détérioration des zones latérales pouvait être réduite en cerclant la plaque positive à l'aide d'un matériau étanche à la matière active contenue dans la plaque positive. La durée de vie de l'accumulateur est ainsi augmentée.

La figure 3A illustre un mode de réalisation de la présente invention selon lequel la plaque positive 1 est insérée entre deux éléments plans microporeux 4, ces éléments microporeux ayant une surface supérieure à celle de la plaque et étant en débordement par rapport à tous les bords de celle-ci, comme le représente la vue de face de la figure 4. Dans le canal formé entre les extrémités en débordement des éléments microporeux 4 est déposé un filet ou cordon de résine époxy 20, non attaquable par l'acide sulfurique, recouvrant les chants de la plaque pour assurer une étanchéité par rapport à la matière active. Cette résine époxy peut par exemple être le produit connu sous l'appellation «colle A-32» disponible auprès de la société KODAK.

5 II convient de veiller à ce que le filet de résine époxy adhère bien sur les chants de la plaque 1 et qu'il n'y ait pas formation de bulles intermédiaires dans le canal. Dans ce but, de préférence, comme cela est illustré en figure 3B, les extrémités 4a des éléments microporeux 4 seront conformées pour con-10 verger l'une vers l'autre. En effet, si les extrémités se trouvaient diverger légèrement, comme cela est représenté à titre d'exemple en figure 3C, il pourrait se former des interstices d'air entre le cordon de résine et le chant de la plaque. Les interstices sont désignés par la référence 21 en figure 3C.

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Bien entendu, la réalisation d'un cordon de résine ne constitue qu'un mode de réalisation de l'invention et l'homme de l'art pourra prévoir d'autres moyens de protéger les chants des plaques positives, par exemple en prévoyant des éléments 2o en forme de bande s'ajustant par pincement sur les bords de la plaque.

D'autres configurations d'éléments séparateurs que celle représentée en figure 1, peuvent être envisagées par l'homme de l'art, notamment des configurations à 4 éléments.

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1 feuille dessins

Claims (6)

1. 643 398

   2

   REVENDICATIONS

   1. Elément d'accumulateur au plomb comprenant, dans un bac rempli d'un électrolyte, au moins une plaque positive et au moins une plaque négative entre lesquelles sont insérés plusieurs éléments séparateurs, l'élément étant prévu pour 5 coopérer avec des moyens pour appliquer sur l'ensemble de l'élément une pression d'écrasement d'au moins 0,1 bar, chaque plaque positive étant prise en sandwich en contact étroit entre deux éléments séparateurs microporeux plans de dimensions au moins égales à celles des plaques, caractérisé en ce 10 que les chants de chaque plaque positive sont revêtus d'une matière protectrice étanche à la matière active des plaques.
2. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments séparateurs successifs comprennent successivement, à partir de la plaque positive, un élément microporeux 15 plan, une feuille PVC ondulée et perforée et un voile de fibre de verre.
3. 3. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière protectrice est une résine époxy.
4. 4. Elément selon la revendication 3, caractérisé en ce que 2o la résine se trouve dans le canal entre les parties des bords en débordement des éléments séparateurs microporeux.
5. 5. Elément selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parties en débordement des éléments séparateurs microporeux convergent l'une vers l'autre. 25
6. 6. Batterie d'accumulateurs comprenant un ensemble d'éléments selon l'une des revendications 1 à 5.

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