FR2474767A1 - PERFECTLY LEAD-ACID BATTERY ACCUMULATOR - Google Patents
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Abstract
ACCUMULATEUR MOINS SUJET AU COURT-CIRCUITAGE DU A UNE INVERSION DE CHARGE OU A UNE DECHARGE SEVERE. IL COMPREND UNE ELECTRODE POSITIVE 25, UNE ELECTRODE NEGATIVE 23, UN SEPARATEUR POREUX NON CONDUCTEUR ELECTRIQUEMENT 26, PLACE ENTRE LES ELECTRODES POSITIVE ET NEGATIVE, UN BOITIER 15 CONTENANT LES ELECTRODES ET LE SEPARATEUR, ET UN ELECTROLYTE QUI PEUT ETRE PLACE A L'INTERIEUR DU BOITIER ET EN CONTACT AVEC LES ELECTRODES ET LE SEPARATEUR ET UN INHIBITEUR DE COURT-CIRCUIT INERTE POREUX 22 PLACE ENTRE L'ELECTRODE NEGATIVE 23 ET LE SEPARATEUR 26 ET DE MANIERE CONTIGUE A CEUX-CI. APPLICATION AUX ACCUMULATEURS AU PLOMB OU AU ZINC.ACCUMULATOR LESS SUBJECT TO SHORT-CIRCUITING DUE TO REVERSE CHARGE OR SEVERE DISCHARGE. IT INCLUDES A POSITIVE ELECTRODE 25, A NEGATIVE ELECTRODE 23, AN ELECTRICALLY NON-CONDUCTIVE POROUS SEPARATOR 26, PLACED BETWEEN THE POSITIVE AND NEGATIVE ELECTRODES, A BOX 15 CONTAINING THE ELECTRODES AND THE SEPARATOR, AND AN ELECTROLYTE WHICH CAN BE PLACED INSIDE THE CASE AND IN CONTACT WITH THE ELECTRODES AND THE SEPARATOR AND AN INERT POROUS SHORT-CIRCUIT INHIBITOR 22 PLACED BETWEEN THE NEGATIVE ELECTRODE 23 AND THE SEPARATOR 26 AND AS CONTIGUOUS TO THEM. APPLICATION TO LEAD OR ZINC ACCUMULATORS.
Description
La présente invention concerne des accumulateurs élec-The present invention relates to electric accumulators
trochimiques, et plus particulièrement un nouvel accumula- trochemicals, and more particularly a new accumula-
teur plomb-acide scellé qui présente des performances supé- sealed lead-acid which shows superior performance
rieures et qui est moins sujet au court-circuitage dû à une inversion de charge ou à une décharge sévère. and is less subject to short-circuiting due to load reversal or severe discharge.
L'accumulateur plomb-acide scellé intégralement consti- The fully sealed lead-acid accumulator
tue un progrès important par rapport à l'accumulateur plomb- kills a significant advance compared to the accumulator lead-
acide bien connu. Il est de forme cylindrique et comprend well known acid. It is cylindrical and includes
une plaque enroulée en spirale permettant d'obtenir une den- a spiral wound plate to obtain a den-
sité d'énergie élevée et une impédance interne peu élevée; high energy density and low internal impedance;
et on peut l'utiliser, c'est-à-dire le charger et le déchar- and it can be used, that is to say the loading and unloading
ger dans n'importe quelle position. Ces accumulateurs com- ger in any position. These accumulators
prennent de manière classique des plaques de plomb positive et négative espacées les unes des autres, présentant la structure d'une grille. On remplit cette structure avec des conventionally take positive and negative lead plates spaced apart from each other, having the structure of a grid. We fill this structure with
matériaux actifs pour former des électrodes positive (dioxy- active materials to form positive electrodes (dioxygen
de de plomb) ou négative (plomb spongieux). On intercale un mince séparateur poreux entre les plaques, et on enroule le montage plaquesséparateurs en une forme cylindrique compacte, solide. Le séparateur isole électriquement les plaques et se comporte également comme une mèche efficace qui retient l'électrolyte de l'accumulateur (une solution aqueuse d'acide sulfurique) et le répartit uniformément of lead) or negative (spongy lead). A thin porous separator is interposed between the plates, and the plate assembly is wound into a compact, solid cylindrical form. The separator electrically isolates the plates and also behaves like an effective wick that retains the electrolyte of the accumulator (an aqueous solution of sulfuric acid) and distributes it evenly
dans la zone active. Le séparateur mince, extrêmement po- in the active area. The thin separator, extremely
reux établit un trajet ionique court entre les plaques et permet la diffusion rapide de l'électrolyte, ces facteurs reux establishes a short ionic path between the plates and allows the rapid diffusion of the electrolyte, these factors
contribuant tous à l'aptitude qu'a l'accumulateur à se dé- all contributing to the ability of the accumulator to
charger à des vitesses élevées. L'accumulateur classique décrit comprend aussi généralement un moyen, par exemple du matériau de plaque négatif en excès, permettant de réduire au minimum la formation de gaz dans l'accumulateur et une ouverture rescellable pour relacher la pression interne charge at high speeds. The conventional accumulator also generally includes means, for example, excess negative plate material, to minimize formation of gas in the accumulator and a resealable opening to relieve internal pressure.
dans l'accumulateur au cas o des gaz non voulus se forme- in the accumulator in case unintended gases are formed
raient. Bien que l'accumulateur décrit ci-dessus représente raient. Although the accumulator described above represents
un progrès important par rapport aux accumulateurs plomb- significant progress compared to lead-acid accumulators
acide de l'art antérieur, il est souhaitable d'améliorer encore ses performances et de prolonger la durée de son cycle d'utilisation en particulier lorsqu'il est soumis à des conditions extrêmes. Par exemple, lorsqu'on laisse un accumulateur plomb-acide en circuit ouvert, il se produit acid of the prior art, it is desirable to further improve its performance and extend the duration of its cycle of use especially when subjected to extreme conditions. For example, when a lead-acid accumulator is left in open circuit, it occurs
une décharge electrochimique lente, la vitesse de l'auto- a slow electrochemical discharge, the speed of
décharge dépendant de la température de l'accumulateur et discharge depending on the temperature of the accumulator and
de son état de charge. Si on laisse un accumulateur s'auto- of his state of charge. If a battery is allowed to
décharger complètement, c'est-à-dire jusqu'à ce que prati- completely discharge, that is to say until
quement tous les ions sulfates de l'électrolyte aient réagi avec les matériaux constituant les plaques, le sulfate de plomb devient légèrement soluble dans l'électrolyte très dilué et est libre de diffuser dans le séparateur, entre les plaques. Si on essaie de recharger l'accumulateur dans ces conditions, il peut se former des dendrites de plomb Since all the sulfate ions of the electrolyte have reacted with the materials constituting the plates, the lead sulphate becomes slightly soluble in the highly diluted electrolyte and is free to diffuse into the separator between the plates. If you try to recharge the battery under these conditions, lead dendrites may form
dans le séparateur entre les plaques,.court-circuitant éven- in the separator between the plates, short-circuiting possibly
tuellement l'accumulateur et mettant fin à sa vie utile. De la même manière, lorsque pour une raison ou pour une autre, on relie un accumulateur plomb-acide déchargé à une charge the accumulator and ending its useful life. In the same way, when for one reason or another, a discharged lead-acid accumulator is connected to a load
en l'inversant, l'accumulateur acceptera une charge (la pla- by reversing it, the accumulator will accept a charge (the
que positive devient une plaque négative et vice versa), mais risque d'être court-circuité par des dépôts de plomb that positive becomes a negative plate and vice versa), but risks being short-circuited by lead deposits
métallique et de sulfate de plomb existant dans le sépara- metallic lead and sulphate of lead existing in the sepa-
teur. De plus, on a découvert que l'enroulement du montage tor. Moreover, it has been discovered that the winding of the assembly
plaques-séparateurs d'accumulateurs connus présentait cer- known battery separator plates had cer-
taines difficultés. Plus particulièrement, dans la frabrica- some difficulties. More particularly, in the frabrica-
tion d'accumulateurs électrolytiques ou de batteries, on electrolytic accumulators or batteries,
met les matériaux constituant les plaques négative et posi- puts the materials constituting the negative and posi-
tive sous la forme de bandes que l'on coupe ensuite à la longueur voulue pour les plaques de l'accumulateur et que l'on enroule avec un matériau constituant le séparateur pour former une bobine. On insère ensuite la bobine dans un récipient cylindrique préformé. On ajoute l'électrolyte This is in the form of strips which are then cut to the desired length for the battery plates and wound with a material forming the separator to form a coil. The spool is then inserted into a preformed cylindrical container. The electrolyte is added
dans le récipient, et on le scelle.On charge ensuite l'accu- in the container, and seal it.
mulateur scellé. On relie la plaque positive enroulée à la borne positive et la plaque négative enroulée à la borne négative. D'une manière classique, on enroule les plaques et les séparateurs dans le montage composite enroulé autour d'un mandrin avec un rouleau de transfert ou en mettant en sealed emulator. The coiled positive plate is connected to the positive terminal and the coiled negative plate to the negative terminal. In a conventional manner, the plates and separators are wound in the composite assembly wound around a mandrel with a transfer roller or by
contact la surface interne d'un jeu d'enroulement cylindri- contact the inner surface of a cylindrical winding set
que avec un côté de la bobine que l'on enroule. Ce procédé présente toutefois l'inconvénient d'appliquer directement only with one side of the coil that is wound. However, this method has the disadvantage of directly applying
par le rouleau aux bandes que l'on enroule les forces né- by the roll to the strips that wind the forces ne-
cessaires à l'enroulement. Des forces de traction s'appli- necessary for winding. Tensile forces apply
quent donc aux séparateurs lorsque l'arbre tire les sépara- separators when the tree pulls the separa-
teurs et les plaques dans le montage composite enroulé. Com- and the plates in the wound composite assembly. com-
me les séparateurs présentent une résistance à la traction peu élevée, ces forces d'enroulement peuvent endommager et/ the separators have a low tensile strength, these winding forces can damage and /
ou rompre les séparateurs, et conduire à une bobine court- or break the separators, and lead to a short coil
circuitée, ce qui bien sûr a un effet défavorable sur la circuit, which of course has an adverse effect on the
qualité globale de l'accumulateur.overall quality of the accumulator.
La présente invention met au point un nouvel accumula- The present invention develops a new accumula-
teur plomb-acide scellé rechargeable perfectionné qui com- improved rechargeable sealed lead-acid
prend un montage externe constitué par des plaques positive et négative espacées l'une de l'autre,un séparateur mince poreux placé entre les plaques positive et négative, et un takes an external assembly consisting of positive and negative plates spaced from one another, a porous thin separator placed between the positive and negative plates, and a
inhibiteur de court-circuit intercalé entre la plaque néga- short-circuit inhibitor interposed between the negative plate
tive et le séparateur. Dans la réalisation recommandée de la présente inention, le montage plaques-séparateurs est tive and the separator. In the recommended embodiment of this invention, the plate-separator assembly is
enroulé en spirale en une bobine de manière à ce qu'un inhi- wound in a coil in such a way that
biteur de court-circuit soit contigU à chacune des surfaces principales de la plaque négative; à ce qu'un séparateur soit contigU à chacun des inhibiteurs de court-circuit; et short-circuit bitor is contiguous to each of the main surfaces of the negative plate; a separator is contiguous to each of the short circuit inhibitors; and
à ce que la plaque positive soit contigUe à un des sépara- the positive plate is contiguous to one of the separa-
teurs. Conformément à la présente invention, chacun des in- tors. In accordance with the present invention, each of the
hibiteurs de court-circuit est formé d'une étoffe à mailles fines, tissée ou non, constituée par une fibre de polymère résistant à l'oxydation et aux acides comme un polyester, un polypropylène, etc. qui peut être combinée ou non avec short-circuit hibitors is formed of a fine woven fabric, woven or not, consisting of a polymer fiber resistant to oxidation and acids such as polyester, polypropylene, etc. which can be combined or not with
une charge de polymère frittée. L'inhibiteur de court- a filler of sintered polymer. The short-term inhibitor
circuit peut présenter une épaisseur comprise entre environ 0,0229 et 0, 254 mm, et de préférence d'environ 0,0305 mm un poids de base (g/m2) compris entre environ 21,53 et circuit may have a thickness of between about 0.0229 and 0.254 mm, and preferably about 0.0305 mm a basis weight (g / m2) of between about 21.53 and
35,89 et, de préférence d'environ 23,92,une masse volumi- 35.89, and preferably about 23.92, a density of
neuse apparente en g/cm3 comprise entre environ 0,64 et apparent density in g / cm3 between about 0.64 and
0,78 et de préférence d'environ 0,78 et une porosité com- 0.78 and preferably about 0.78 and a similar porosity
prise entre environ 40 et 50 %. Il faut noter que bien que l'emplacement recommandé de l'inhibiteur de court-circuit taken between about 40 and 50%. It should be noted that although the recommended location of the short circuit inhibitor
se trouve, comme on l'a indiqué précédemment, sur la pla- is, as noted above, on the
que négative de l'accumulateur, il peut être placé n'impor- than the negative of the accumulator, it can be placed anywhere
te o dans le composite plaques-séparateurs. Chaque sépara- te o in the composite plates-separators. Each separat-
teur qui peut comprendre une ou plusieurs couches peut classiquement être fait d'un mat de microfibres de verre non tissé. Il faut comprendre, toutefois, que l'on peut également utiliser d'autres types de séparateurs d'usage courant. Le présent montage plaques-séparateurs-inhibiteurs de which may comprise one or more layers may conventionally be made of non-woven glass microfibers mat. It should be understood, however, that other types of commonly used separators can also be used. The present plate-separator-inhibitor assembly of
court-circuit est contenu dans un boîtier qui contient éga- short circuit is contained in a housing that also contains
lement l'électrolyte, classiquement constitué par une solu- the electrolyte, which is conventionally constituted by a solu-
tion aqueuse d'acide sulfurique. Le boîtier comprend, bien aqueous sulfuric acid. The case includes, well
sûr, une paire de bornes, reliées chacune à une plaque po- sure, a pair of terminals, each connected to a
sitive ou négative.positive or negative.
Il faut noter que bien que l'on ait décrit le présent montage dans le cas d'un accumulateur plomb-acide, il est également possible de l'utiliser dans des accumulateurs à It should be noted that although the present arrangement has been described in the case of a lead-acid accumulator, it is also possible to use it in
électrodes de zinc.zinc electrodes.
La suite de la description se réfère aux figures anne- The remainder of the description refers to the figures
xées qui représentent respectivement: Fig. 1, une vue en coupe, en perspective d'un élément represented respectively: Fig. 1, a sectional view, in perspective of an element
d'accumulateur fabriqué conformément à la présente inven- accumulator manufactured in accordance with the present invention.
tion,tion,
Fig. 2, une vue en plan, partiellement éclatée de l'é- Fig. 2, a plan view, partially exploded of the
lément d'accumulateur de la Figure 1; et Fig. 3, un diagramme représentant schématiquement le montage plaques-séparateurs-inhibiteursckdcourt-circuit de la présente invention avant son'enroulement en une bobine the accumulator element of Figure 1; and 3, a diagram schematically showing the circuit-separator-shortcircuit inhibitor circuit of the present invention prior to winding it into a coil
cylindrique.cylindrical.
Si on se reporte aux figures 1 et 2, l'accumulateur électrochimique de la présente invention 10 comprend un Referring to FIGS. 1 and 2, the electrochemical accumulator of the present invention comprises a
montage intérieur 20 qui comprend une plaque électrode né- an inner mount 20 which includes a negative electrode plate
gative 23, un, premier et un second inhibiteurs de court- 23, one, first and second short-term inhibitors
circuit 22, placés chacun de manière contiguë à une des surfaces principales de la plaque électrode négative 23 un premier et un second séparateurs 26, placés chacun de manière contiguë à un des inhibiteurs de court-circuit 22 circuit 22, each placed contiguously to one of the main surfaces of the negative electrode plate 23 first and second separators 26, each contiguous to one of the short-circuit inhibitors 22
et une plaque électrode positive 25 placée de manière conti- and a positive electrode plate 25 placed continuously
guë à un des séparateurs 26. Comme on l'a représenté sur to one of the separators 26. As shown on
les figures, la réalisation recommandée comprend un monta- the figures, the recommended embodiment includes a
ge enroulé en spirale 20, mais on comprendra que l'on peut également utiliser un montage plaques-séparateurs-inhibi- spiral wound 20, but it will be understood that a plate-separator-inhibit
teurs de court-circuit plat dans des accumulateurs qui ren- flat short circuit in accumulators which
ferment un système d'électrolyte gélifié. Lorsque le pré- close a gelled electrolyte system. When the
sent accumulateur est du type plomb-acide, la plaque élec- The accumulator is of the lead-acid type, the plate
trode négative 23 et la plaque électrode positive 25 sont constituées par des grilles métalliques de plomb que l'on negative trode 23 and the positive electrode plate 25 are constituted by lead metal grids which are
a découpées en bandes. On remplit ces grilles avec les ma- cut into strips. We fill these grids with the
tériaux actifs pour former une électrode négative 23 (plomb active materials to form a negative electrode 23 (lead
spongieux) et une électrode positive 25 (dioxyde de plomb). spongy) and a positive electrode (lead dioxide).
Comme on l'a indiqué précédemment, on peut également utili- As mentioned above, it is also possible to use
ser l'invention avec des accumulateurs à électrodes de zinc, the invention with accumulators with zinc electrodes,
et dans ce cas particulier, on fabriquera les plaques élec- In this particular case, the electric plates will be
trodes positive et négative de l'accumulateur d'une manière Positive and negative trodes of the accumulator in a way
différente, conformément à la pratique connue. different, in accordance with known practice.
Conformément à la présente invention, chaque inhibi- In accordance with the present invention, each
teur de court-circuit 22 est formé d'une étoffe inerte, à mailles fines, tissée ou non, constituée par une fibre de The short-circuiting device 22 is formed of an inert fabric, of fine mesh, woven or not, constituted by a fiber of
polymère résistant à l'oxydation et aux acides comme un po- polymer resistant to oxidation and acids as a
lyester, un polypropyléne, etc... qui peut être combinée ou lyester, a polypropylene, etc ... that can be combined or
non avec une charge de polymère frittée. Dans la réalisa- not with a sintered polymer charge. In the realization
tion recommandée, de l'invention, les inhibiteurs de court- recommended embodiment of the invention, the short-term
circuit 22 sont en polyester et présentent une épaisseur comprise entre environ 0,0229 et 0,254 mm, et de préférence d'environ 0,0305 mm, un poids de base (g/m2) compris entre environ 21,53 et 35,89, et de préférence d'environ 23,92, circuit 22 are of polyester and have a thickness of between about 0.0229 and 0.254 mm, and preferably about 0.0305 mm, a basis weight (g / m2) of between about 21.53 and 35.89, and preferably about 23.92,
une masse volumique apparente (en g/cm3) comprise entre en- a bulk density (in g / cm3) between
viron 0,64 et 0,78, et de préférence d'environ 0,78; et 0.64 and 0.78, and preferably about 0.78; and
une porosité comprise entre environ 40 et 50 %, et de pré- a porosity between about 40 and 50%, and pre-
férence d'environ 45 Z. De plus, il est préférable que les inhibiteurs de court-circuit 22, soient plus longs que les plaques 23 et 25 et que les séparateurs 25, pour disposer de prolongements 27 sur les inhibiteurs de court-circuit 22 (voir Figure 3), le rôle de ces prolongements étant décrit ci-après. Les séparateurs 26 sont formés d'un matériau isolant mince, extrêmement poreux, qui avec les inhibiteurs de court-circuit 22 isole complètement électriquement les plaques électrodes positive et négative 25 et 23. Comme on l'a indiqué précédemment, les séparateurs 26 se compor- tent comme une mèche efficace qui retient l'électrolyte de l'accumulateur et le répartit uniformément dans la zone active. Les séparateurs poreux 26 et les inhibiteurs 22 établissent un trajet ionique court entre les plaques 23 Also, it is preferred that the short-circuit inhibitors 22, are longer than the plates 23 and 25 and the separators 25, to have extensions 27 on the short-circuit inhibitors. (see Figure 3), the role of these extensions being described below. The separators 26 are formed of a thin, highly porous insulating material which together with the short-circuit inhibitors 22 completely electrically isolates the positive and negative electrode plates 25 and 23. As previously indicated, the separators 26 are - as an effective wick that retains the electrolyte from the accumulator and distributes it evenly in the active area. The porous separators 26 and the inhibitors 22 establish a short ion path between the plates 23
et 25 et permettent la diffusion rapide de l'électrolyte. and 25 and allow rapid diffusion of the electrolyte.
Les séparateurs 26 sont de préférence faits d'un mat de The separators 26 are preferably made of a mat of
micro-fibres de verre non tissé, mais on peut également u- micro-fibers of non-woven glass, but one can also u-
tiliser d'autres types de séparateurs d'usage courant. De use other types of common separators. Of
plus, comme on l'a représenté Figures 1 et 2, chaque sépa- Moreover, as shown in Figures 1 and 2, each
rateur peut comprendre une ou plusieurs couches 23, et par may include one or more layers 23, and
exemple 4 couches.example 4 layers.
Conformément à l'invention on peut enrouler le montage According to the invention the assembly can be wound
d'électrodes20 en spirale en utilisant des appareils de bo- 20 spiral electrodes using booster apparatuses.
binage à courroie automatiques ou manuels, ou un procédé d'enroulement à l'aide d'un arbre, comme celui que l'on a automatic or manual belt hoeing, or a winding process using a tree, such as the one
représenté schématiquement Figure 3. Il est plus particu- shown schematically in Figure 3. It is more
lièrement recommandé comme on l'a représenté figure 3 (et comme on l'a indiqué précédemment) que les inhibiteurs de recommended as shown in Figure 3 (and as previously indicated) that
court-circuit 22 soient plus longs que les plaques électro- short circuit 22 are longer than the electro-magnetic
des 23 et 25 et que les séparateurs 26 pour disposer de pro- 23 and 25 and that the separators 26 to have
longements 27 sur les inhibiteurs de court-circuit 22. Lors- 27 short-circuit inhibitors.
qu'on enroule le montage 20, l'arbre 24 tire sur les prolon- when the assembly 20 is wound up, the shaft 24 pulls on the extensions
gements 27, ce qui a également pour effet d'enrouler les 27, which also has the effect of
plaques électrodes et les séparateurs. Comme les inhibi- electrode plates and separators. As the inhibitors
teurs 22 présentent une résistance à la traction suffisante pour supporter les forces de traction exercées par l'arbre lors de l'enroulement des bandes d'électrodes, séparateurs et 22 have a sufficient tensile strength to withstand the tensile forces exerted by the shaft during the winding of the electrode strips, separators and
inhibiteurs de court-circuit, on évite les difficultés indi- short-circuit inhibitors, the indi-
quées précédemment, dues à l'application directe des forces previously, due to the direct application of the
de traction aux séparateurs fragiles, qui présentent géné- the fragile separators, which gener-
ralement une résistance à la traction très faible. usually a very low tensile strength.
Si on se reporte à nouveau aux figures 1 et 2, le mon- If we refer again to Figures 1 and 2, the
tage d'électrodes enroulé 20 de l'invention est enfermé dans un boîtier cylindrique 15, qui comprend de préférence un élément intérieur 12 formé d'un matériau électriquement non conducteur, par exemple d'un polypropylène chimiquement stable. Le boîtier 15 comprend aussi un élément métallique extérieur 11 enfermant l'élément intérieur 12, assurant la résistance et la rigidité mécanique. L'élément extérieur Il The wound electrode electrode 20 of the invention is encased in a cylindrical casing 15, which preferably comprises an inner member 12 formed of an electrically non-conductive material, for example a chemically stable polypropylene. The housing 15 also includes an outer metal member 11 enclosing the inner member 12, providing strength and mechanical rigidity. The outer element He
peut classiquement être en aluminium ou en acier. En utili- can conventionally be aluminum or steel. By using
sant un boîtier 15 composé d'éléments intérieur et extérieur 12 et 11, respectivement, on réduit au minimum la vitesse de diffusion des gaz à travers la paroi du boîtier et on In a housing 15 composed of inner and outer elements 12 and 11, respectively, the rate of diffusion of gases through the wall of the housing is minimized and
supprime en pratique toute perte d'eau de l'électrolyte. in practice, eliminates any loss of water from the electrolyte.
Le boîtier 15 comprend encore un couvercle externe 13 The housing 15 also includes an outer cover 13
et une paire de bornes 14 et 16. Les bornes 14 et 16 tra- and a pair of terminals 14 and 16. Terminals 14 and 16
versent le couvercle externe 13, et chacune d'elles est re- pour the outer cover 13, and each of them is
liée électriquement à la plaque positive 25 ou à la plaque négative 23 à l'intérieur du boîtier 15. Le boîtier 15 peut electrically connected to the positive plate 25 or to the negative plate 23 inside the housing 15. The housing 15 can
aussi comprendre un mécanisme de ventilation, sûr, rescel- also include a ventilation mechanism, which is safe, reseal-
lable 17 qui permet l'évacuation sans danger des gaz qui lable 17 which allows the safe evacuation of gases that
peuvent se former dans des conditions de fonctionnement ex- can be formed under exceptional operating conditions.
trêmes, comme lors d'un taux de surcharge excessif. On ajou- like an overload rate. We add
te de préférence l'électrolyte, qui est classiquement cons- preferably the electrolyte, which is conventionally
titué par une solution aqueuse d'acide sulfurique dans le by an aqueous solution of sulfuric acid in the
boîtier sous pression. La concentration en acide à l'inté- pressure housing. The concentration of acid in the
rieur d'un accumulateur dépend de l'état de charge, la concentration étant la plus élevée quand l'accumulateur est complètement chargé et la plus basse quand l'accumulateur est déchargé. On choisit la quantité d'électrolyte utilisée dans l'accumulateur pour permettre une utilisation efficace des matériaux actifs constituant les plaques, en évitant toutefois l'accumulation d'électrolyte libre, c'est-à-dire The amount of battery charge depends on the state of charge, with the highest concentration when the battery is fully charged and the lowest when the battery is discharged. The quantity of electrolyte used in the accumulator is chosen so as to allow efficient use of the active materials constituting the plates, while avoiding the accumulation of free electrolyte, that is to say
non fixé par les plaques électrodes 23 et 25, les sépéra- not fixed by the electrode plates 23 and 25, the sepa-
teurs 26 et les couches d'inhibiteur de court-circuit 22. 26 and the short-circuit inhibitor layers 22.
Comme on l'a indiqué précédemment, dans des conditions nor- As previously indicated, under normal conditions
males d'utilisation, on ne constate pas, en pratique, de perte d'eau de l'électrolyte. Toutefois une petite partie de l'eau peut participer temporairement à la production de In practice, there is no evidence of water loss from the electrolyte. However, a small part of the water may temporarily participate in the production of
gaz lors d'une surcharge.gas during an overload.
On présente les exemples suivants pour comparer les The following examples are presented to compare the
résultats obtenus lorsqu'on soumet à des essais des accumu- results obtained when tests of accumula-
lateurs classiques et des accumulateurs contenant des cou- classifiers and accumulators containing
ches inhibant les court-circuits conformément à l'invention. preventing short circuits in accordance with the invention.
Exemple 1Example 1
On a construit des accumulateurs destinés à des essais, conformément à la réalisation recommandée de la présente Accumulators have been constructed for testing in accordance with the recommended embodiment of this
invention, c'est-à-dire en incorporant des couches d'inhibi- invention, that is to say by incorporating layers of inhibi-
teurs de court-circuit de polyester. On a rempli certains polyester short-circuiting devices. We filled some
des accumulateurs avec de l'électrolyte de manière classi- accumulators with electrolyte in a conventional manner
que, et on a fait pénétrer l'électrolyte sous pression dans that, and the electrolyte was forced under pressure into
les autres accumulateurs pour augmenter sa vitesse de péné- other accumulators to increase its speed of penetration
tration. Après le remplissage de l'accumulateur on a rela- tration. After filling the accumulator we have
ché la pression. Chacun des inhibiteurs de court-circuit présentait une épaisseur comprise entre environ 0,0229 et 0,254 mm; un poids de base compris entre environ 21,53 et ,89 g/m, une masse volumique apparente comprise entre environ 0,64 et 0,78 g/cm3 et une porosité comprise entre environ 40 et 50%. De plus, on préparé des accumulateurs-témoins, c'est-àdire des accumulateurs ne pressure. Each of the short circuit inhibitors had a thickness of between about 0.0229 and 0.254 mm; a basis weight of between about 21.53 and 89 g / m 2, a bulk density of about 0.64 to 0.78 g / cm 3 and a porosity of about 40 to 50%. In addition, control accumulators, that is accumulators not
comprenant pas les inhibiteurs de court-circuit de polyester de la pré- not including the polyester short circuit inhibitors of the pre-
sente invention, en remplissant certains des accumulateurs témoins avec de l'électrolyte de la manière classique, et en faisant pénétrer l'électrolyte sous pression dans les invention, filling some of the control accumulators with electrolyte in the conventional manner, and penetrating the electrolyte under pressure into the
autres accumulateurs témoins, de la manière décrite précé- other control accumulators, as previously described.
demment pour certains accumulateurs conformes à l'invention., On a ensuite soumis tous les accumulateurs conformes à l'invention et tous les accumulateurs témoins à un essai d'inversion qui consistait à décharger les accumulateurs que l'on venait de fabriquer à une vitesse de 250 mA en 24 heures.Cela a eu pour effet de décharger complètement les accumulateurs, et tendance à inverser leur polarité. Les As a result, all the accumulators according to the invention and all the test accumulators were subjected to an inversion test which consisted in discharging the accumulators which had just been manufactured at a speed 250 mA in 24 hours.This had the effect of completely discharging the batteries, and tend to reverse their polarity. The
accumulateurs témoins, quelque soit la façon dont on y a- control accumulators, whatever the way in which
vait introduit l'électrolyte, avaient tendance à produire des courtcircuits par dépôts de plomb métallique et de introduced the electrolyte, tended to produce shortcircuits by metallic lead
sulfate de plomb dans les séparateurs, 90 % des accumula- lead sulphate in the separators, 90% of accumula-
teurs témoins étant le siège de court-circuits entre les électrodes. Aucun des accumulateurs conformes à l'invention n'a produit de courtcircuit. De plus les accumulateurs warning lamps being the seat of short circuits between the electrodes. None of the accumulators according to the invention produced short circuit. In addition accumulators
conformes à l'invention dans lesquels on avait ajouté I 'é- according to the invention in which the
c474767 lectrolyte sous pression ne présentaient pas de traces de c474767 the electrolyte under pressure did not show traces of
sulfate de plomb dans les séparateurs ou dans les inhibi- lead sulphate in separators or in inhibitors
teurs de court-circuit.short circuit.
Exemple 2Example 2
On a préparé des accumulateurs renfermant les inhibi- Accumulators containing inhibitors have been prepared.
teurs de court-circuit de la présente invention en y fai- short circuit circuitry of the present invention by
sant pénétrer l'électrolyte sous pression, en réduisant la pression une fois les accumulateurs remplis. Les inhibiteurs de court-circuit présentaient, dans tous les accumulateurs, la même épaisseur, le même poids, la même masse volumique apparente et la même porosité que dans les accumulateurs to penetrate the electrolyte under pressure, reducing the pressure once the accumulators are full. In all accumulators, short-circuit inhibitors had the same thickness, weight, bulk density and porosity as accumulators
conforme à l'invention de l'Exemple 1. De plus, on a égale- according to the invention of Example 1. In addition, there is also
ment préparé des accumulateurs-témoins, c'est-à-dire des prepared accumulators, that is to say,
accumulateurs ne renfermant pas les inhibiteurs de court- accumulators that do not contain short-term inhibitors
circuit de la présente invention. On a soumis les accumula- circuit of the present invention. The accumulations were
teurs à un cycle de 480C, chaque cycle comprenant une pério- cycle of 480C, each cycle comprising a period of
de de charge de 18 heures sur une tension constante de 2,45 volts, et une décharge de 1,8 ampères avec une tension charging time of 18 hours on a constant voltage of 2.45 volts, and a discharge of 1.8 amps with a voltage
de coupure de 1,4 volts. Sachant que l'on définit "la défail- 1.4 volt cutoff. Knowing that we define "the failure
lance" comme une chute de capacité à la moitié de la capaci- launches "as a capacity drop to half the capacity
té normale de 1,3 ampères-heure à la vitesse de décharge pré- 1.3 amps at the pre-charge discharge rate.
cédente, les accumulateurs conformes à l'invention ont duré, the accumulators according to the invention lasted,
c'est-à-dire n'ont pas subi "ae défaillance"pendant un temps envi- that is to say have not suffered "failure" for a period of time
ron deux fois plus long que les accumulateurs témoins. twice as long as control accumulators.
En résumé, la présente invention met au point un accu- In summary, the present invention develops an accu-
mulateur électrochimique perfectionné comprenant des inhi- an improved electrochemical emulator comprising
biteurs de court-circuit dans le composite plaques électro- short-circuit bitters in the composite electro-plates
des séparateurs. Cet accumulateur prolonge le temps qui s'é- separators. This accumulator prolongs the time that
coule avant l'apparition d'une défaillance permanente de l'accumula- before the occurrence of a permanent failure of the accumula-
teur dû au court-circuit provoqué par des dépôts de dendri- because of the short-circuit caused by deposits of dendri-
tes de plomb dans les isolants des plaques (séparateurs) lorsque l'accumulateur est soumis à des conditions abusives, lead in insulators of plates (separators) when the accumulator is subjected to abusive conditions,
par exemple de surdécharge et d'inversion de l'accumulateur. for example, overdischarge and reversal of the accumulator.
De plus, l'accumulateur de l'invention présente une durée In addition, the accumulator of the invention has a duration
du cycle d'utilisation nettement supérieure à celle des ac- of the utilization cycle significantly higher than that of the
cumulateurs connus. De plus, l'accumulateur de la présente invention présente une bonne résistance à l'endommagement known accumulators. In addition, the accumulator of the present invention has good resistance to damage.
du séparateur d'accumulateur lors de l'enroulement du monta- of the accumulator separator during the winding of the
ge plaques-séparateurs les inhibiteurs de court-circuit en polyester relativement résistants constituant la partie du montage qui supporte la partie la plus importante des forces ge separator plates the relatively resistant polyester short-circuit inhibitors constituting the part of the assembly that supports the most important part of the forces
de traction pendant l'enroulement.traction during winding.
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DE3101099A1 (en) | 1981-12-17 |
CA1166687A (en) | 1984-05-01 |
GB2068630B (en) | 1984-02-29 |
GB2068630A (en) | 1981-08-12 |
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