FR2600214A1 - Batterie electrique reversible avec electrolyte mis en circulation - Google Patents

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FR2600214A1
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4214—Arrangements for moving electrodes or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Abstract

BATTERIE ELECTRIQUE REVERSIBLE CONSTITUEE PAR UNE PLURALITE DE CELLULES 1 RACCORDEES EN SERIE PAR COLLECTEURS BIPOLAIRES COMPRENANT CHACUNE UNE ELECTRODE POSITIVE ET UNE ELECTRODE NEGATIVE FORMEE PAR DU ZINC DEPOSE, ENTRE LESQUELLES UN ELECTROLYTE CONTENANT LE ZINC EN SOLUTION EST MIS EN CIRCULATION ET CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE CHACUNE DES CELLULES EST VERTICALE ET COMPORTE DES MOYENS 51, 52 POUR CANALISER L'ELECTROLYTE ENTRE LES ELECTRODES, LE LONG DE VEINES EN ZIGZAG FORMANT UN CIRCUIT FERME ET UN ORGANE DE POMPAGE 8 ROTATIF ASSURANT LA CIRCULATION DE L'ELECTROLYTE DANS LADITE CELLULE ET QUE LES ORGANES DE POMPAGE 8 DE PLUSIEURS CELLULES 1 SONT ACCOUPLES EN ROTATION LES UNES AUX AUTRES EN ETANT ISOLES ELECTRIQUEMENT ET HYDRAULIQUEMENT ET SONT ENTRAINES PAR UN MOTEUR COMMUN EXTERIEUR 14.

Description

La batterie selon l'invention est caractérisée par le fait que chacune des cellules comporte des moyens pour canaliser I' électrolyte entre les électrodes, selon un circuit fermé et en zig-zag et un organe de pompage rotatif assurant la circulation de 1' électrolyte dans ladite cellule et que les organes de pompage de plusieurs cellules sont accouplés en rotation les uns aux autres en étant isolés électriquement et hydrauliquement et sont entraînés par un moteur commun extérieur.
Selon une caractéristique, les organes de pompage sont entraînés par des organes rotatifs isolants électriquement qui tournent dans les cadres au travers de joints d' étanchéité qui isolent électrochimiquement deux cellules voisines.
Selon une caractéristique, la batterie comporte deux moteurs d' entrainement des pompes, les cellules étant groupées en deux empilements opposés, les moteurs étant montés bout à bout dans un même évidement de la batterie.
Selon une caractéristique, la négative de tension la plus basse d' un empilement comporte, du côté pompe, une bande conductrice additionnelle de la largeur de la veine, périodiquement raccordée à ladite négative, commutée temporairement à la positive de 1' empilement afin de dissoudre tout dépôt de zinc parasite.
L' invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d' exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels - la figure l représente schématiquement en perspective la batterie selon
l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe passant par 1' axe de la pompe d' une
cellule.
En se référant aux dessins la batterie se compose d' une pluralité de cellules I. Ces cellules l sont empilées entre deux couvercles 2, I'un de ces couvercles étant représenté partiellement en traits mixtes.
Chaque cellule 1 comporte un cadre 3 à contour fermé dans lequel se logent les composants de la cellule. Ce cadre est réalisé en une matière isolante par exemple en matière plastique.
La cellule comprend d' une part une électrode positive non représentée et d'autre part par une électrode négative 6 représentée en pointillés.
L' électrode négative 6 est par exemple une plaque bipolaire en matériau conducteur et portant un dépôt de zinc for.né pendant la charge.
L' électrode positive est par exemple une électrode de nickel utilisée dans les batteries nickel-cadmium et nickel~ fer. Elle peut être de tout autre type connu < à air, au brome...).
Pour chaque cellule, I' électrode positive et 1' électrode négative 6 qui s' étendent verticalement délimitent, avec le cadre 3, un volume mince où
I' électrolyte est confiné.
Le volume confiné entre les électrodes et le cadre 3 présente des cloisons horizontales 51, 52 délimitant des veines horizontales 41, 42, 43 canalisant 1' électrolyte qui circule de bas en haut, selon un parcours en zig-zag. Dans le cadre 3 est ménagée une cavité tampon 9 qui reçoit 1' électrolyte sortant de la veine supérieure 43 et ferme le circuit.
Un grillage 7 posé sur 1' électrode positive nore représentée, provoque la turbulence de 1' écoulement d'électrolyte dans les veines.
Chaque cellule comporte une pompe de circulation 8 interne dans le circuit et faisant circuler 1' électrolyte. Cette pompe aspire 1' électrolyte dans la cavité tampon 9 et refoule 1' électrolyte dans la veine inférieure 41, le niveau d'électrolyte étant repéré 11 pendant la marche.
Dans le mode de réalisation représente, un déflecteur 16 est disposé au-dessus de l'orifice 10 de l'électrolyte pour électrolyte des traces d' électrolyte sortent par le purgeur 17.
Les pompes de circulation 8 des différentes cellules sont accouplées en série et sont entraînées en rotation par un ou deux moteurs 14 montés à l'extérieur de la batterie, par exemple, dans un logement 15 de
I' enveloppe de batterie.
Le moteur 14 entraîne les pompes 8 par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission à engrenages, courroies, chaîne...) logé dans le couvercle 2.
Chaque pompe de circulation 8 présente un rotor 81 accouplé en rotation à un organe d' entraînement 82 tournant autour d'un axe 83 dans un alésage du cadre. Il est réalisé en matériau isolant et il tourillonne dans le cadre 3 en traversant un joint d' étanchéité 20 qui 1' entoure. Ce joint d' étanchéité isole électrochimiquement deux cellules successives.
II est avantageusement à réserve de graisse isolante. Il peut être constitué notamment par un loint en quadring ou par un )oint connu équivalent (à deux joints ring, à segment...). Le frottement est réduit pour éviter usure et perte de puissance, ce qui est obtenu du fait que les pressions sont sensiblement égales sur chacune de ses faces.
A titre indicatif, l'organe d'entraînement 82 est réalisé en matériau dur et isolant (plastique très dur ou avantageuselrent en céramique résistante à 1' électrolyte, cermet isolant...).
Les organes d' entraînement 82 sont accouplés en rotation deux à deux par des accouplements mobiles 21 (accouplements Oldham par exemple).
Ces accouplements évitent les frottements parasites pouvant résulter des défauts d' accostage des cellules jointives.
En variante, les cellules de la batterie sont groupées en deux empilements, les pompes de circulation 8 de chaque empilement étant entraînées par un moteur. Les deux moteurs sont montés de préférence en alignement dans un même évidement.
En cas de défaut d'isolement des pompes pour une cellule intermédiaire, le dépôt de zinc parasite en charge est compensé par le court-circuit associé pour la grande majorité des batteries courantes. Mais I' électrode négative de tension la plus basse d' un empilement n' est pas alors protégé. Pour éviter ce défaut, cette électrode présente, du c8té pompe, une bande conductrice de la largeur de la veine et de l'ordre de 5 mm de long selon la veine. Cette bande est reliée électriquement à la négative voisine et elle commutée pendant un temps réduit, toutes les semaines ou tous les mois selon essais, à la positive pour supprimer complètement le dépôt parasite en question, qu' elle aura reçu. Cette opération peut être insérée dans la logique de gestion de la batterie après essais exploratoires.
Il est bien entendu que 1' on peut sans sortir du cadre de 1' invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de même envisager 1' emploi de moyens équivalents. Les moteurs pourraient être placés dans les couvercles 2. Ils pourraient ne pas être placés en angle comme sur la figure I. Les pompes peuvent être de tout type connu.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS
    l. Batterie électrique réversible constituée par une pluralité de cellules (l) raccordées en série par collecteurs bipolaires comprenant chacune une électrode positive et une électrode négative formée par du zinc déposé, entre lesquelles un électrolyte contenant le zinc en solution est mis en circulation, caractérisée par le fait que chacune des cellules est verticale et comporte des moyens (51, 52 ) pour canaliser l'électrolyte entre les électrodes, le long de veines en zig-zag formant un circuit fermé et un organe de pompage (8) rotatif assurant la circulation de 1' électrolyte dans ladite cellule et que les organes de pompage (8) de plusieurs cellules (l) sont accouplés en rotation les uns aux autres en étant isolés électriquement et hydraulique ment et sont entraînés par un moteur commun extérieur (14).
  2. 2. Batterie selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les organes de pompage (8) sont entraînés par des organes rotatifs (82) isolants électriquement qui tournent dans les cadres (3) au travers de joints d' étanchéité (20) qui isolent électrochimiquement deux cellules voisines.
  3. 3. Batterie selon 1' une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu' elle comporte deux moteurs d' entraînement des pompes, les cellules étant groupées en deux empilements opposés, les moteurs étant montés bout à bout dans un même évidement de la batterie.
  4. 4. Batterie selon l' une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par ce que la négative de tension la plus basse d' un empilement comporte, du côté pompe, une bande conductrice additionnelle de la largeur de la veine, périodiquement raccordée à ladite négative, commutée temporairement à la positive de 1' empilement afin de dissoudre tout dépôt de zinc parasite.
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