FR2659497A1 - Element accumulateur, combinaison de separateur pour ledit element, et procede d'amelioration du fonctionnement dudit element. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un élément accumulateur de puissance électrochimique rechargeable à température élevée avec un compartiment d'anode (56) contenant une anode en métal alcalin fondu, un compartiment de cathode (58) contenant un électrolyte en sel fondu d'un halogénure d'aluminium et d'un métal alcalin ainsi qu'une cathode comprenant une matrice poreuse électroniquement conductrice et perméable à l'électrolyte dans laquelle est dispersée une substance de cathode active, la matrice étant imprégnée par l'électrolyte, un séparateur (14) qui sépare le compartiment d'anode de l'électrolyte. Selon l'invention, une mèche (68) est disposée dans le compartiment d'anode (58) pour augmenter le contact du métal alcalin avec le séparateur (14) dans le compartiment d'anode (58), la mèche comprenant une couche (68) de particules mouillables par le métal alcalin sur la surface du séparateur (14) et un composant métallique d'ancrage (70) en butée sur les particules mouillables et faisant saillie à l'intérieur du compartiment d'anode (58). Application à la fabrication du séparateur (14) et à l'amélioration de l'élément (10).
Description
1 2659497
Elément accumulateur, combinaison de séparateur pour ledit élément, et procédé d'amélioration du fonctionnement dudit élément.
L'invention concerne un élément accumulateur électrochimique.
En particulier, elle concerne un élément accumulateur de puissance électrochimique rechargeable à haute température, une combinaison de séparateur pour un tel élément, ainsi qu'un procédé pour améliorer le contact du métal alcalin avec le
séparateur dans un tel élément.
Selon un premier aspect de l'invention, celle-ci a pour objet un élément accumulateur de puissance électrochimique rechargeable à haute température comprenant (i) un compartiment d'anode contenant, à la température de fonctionnement de l'élément et lorsque l'élément est à son état de charge, une anode en métal alcalin fondu; (ii) un compartiment de cathode contenant, à ladite température de fonctionnement et audit état de charge, un électrolyte en sel fondu d'un halogénure d'aluminium et d'un métal alcalin, qui est également fondu à la température de fonctionnement de l'élément et qui a pour formule M Al Hal 4, dans laquelle M est le métal alcalin de l'anode et Hal est un halogène, le compartiment de cathode contenant également, audit état de charge, une cathode qui comprend une matrice poreuse électroniquement conductrice et perméable à l'électrolyte dans laquelle est dispersée une substance de cathode active de formule T Hal 2, dans laquelle Hal est l'halogène de l'électrolyte et T est un métal de transition choisi dans le groupe des métaux de transition constitué par Fe, Ni, Co, Cr, Mn et les mélanges de ceux-ci, la matrice étant imprégnée par ledit électrolyte fondu; (iii) un séparateur séparant le compartiment d'anode d'avec l'électrolyte, le séparateur comprenant un conducteur solide des ions du métal alcalin de l'anode ou un tamis micromoléculaire à l'intérieur duquel ledit métal alcalin est contenu sorbé; élément accumulateur caractérisé en ce qu'il comprend en outre (iv) une mèche dans le compartiment d'anode pour augmenter le contact du métal alcalin avec le séparateur dans le compartiment d'anode, la mèche comprenant une couche de particules mouillables par le métal alcalin sur la surface du séparateur, ainsi qu'un composant métallique d'ancrage en butée sur les particules mouillables et faisant saillie à l'intérieur du compartiment
d'anode.
Les particules mouillables par le métal alcalin favorisent le contact du métal alcalin, dans le compartiment d'anode, avec le séparateur en assurant un transport efficace de métal alcalin et d'électrons depuis et vers la surface du séparateur Le composant métallique d'ancrage augmente la capacité d'absorption des particules et agit également comme
collecteur de courant du compartiment d'anode.
L'élément peut également comprendre un carter, avec le séparateur logé dans le carter de telle manière que le compartiment d'anode soit défini entre le carter et le séparateur Le composant d'ancrage peut alors traverser le jeu entre le carter et le séparateur de telle sorte qu'il soit
également en contact avec le carter.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le carter ou boîtier peut avoir une forme tubulaire et peut être en métal de telle sorte qu'il constitue le collecteur de courant primaire d'anode, le séparateur ayant également une forme tubulaire, le composant d'ancrage s'étendant entre le séparateur et le boîtier et étant en contact électrique avec les deux de manière à constituer un collecteur de courant
secondaire pour le compartiment d'anode.
On notera que le composant d'ancrage sera tel que le mouvement du métal alcalin à l'intérieur du compartiment soit toujours possible Le composant d'ancrage peut comprendre une pluralité d'organes d'ancrage disposés adjacents les uns aux autres dans l'espace annulaire entre le séparateur et le boîtier tubulaire et traversant le jeu entre le séparateur et le boîtier, les organes d'ancrage étant espacés pour permettre le mouvement du sodium dans le compartiment d'anode, et les organes d'ancrage adjacents butant les uns contre les autres de manière à être en contact électrique entre eux Les organes d'ancrage peuvent
s'étendre sur toute la longueur du compartiment d'anode.
Chaque organe d'ancrage peut comprendre une portion primaire de forme courbe butant sur le séparateur, des portions secondaires s'étendant depuis la portion primaire, par exemple le long de ses bords s'étendant longitudinalement, jusqu'au
boîtier, et des portions tertiaires butant sur le boîtier.
Chaque organe d'ancrage peut ainsi comprendre une feuille de métal de forme convenable, par exemple pliée selon les
portions primaire, secondaires et tertiaires.
Le métal du composant d'ancrage sera choisi de manière à être inerte chimiquement et électrochimiquement dans l'environnement de l'anode tout en étant électriquement conducteur Les organes d'ancrage peuvent à cet effet être
formés par des feuilles d'acier.
En particulier, les organes d'ancrage peuvent être tels qu'ils agissent comme des pinces à ressort, les portions primaire et tertiaires étant alors rappelées contre le séparateur et le boîtier respectivement Cela assure qu'elles forment un bon contact électrique avec le séparateur et le boîtier, le sodium mouillant les surfaces de la feuille, le séparateur et le boîtier qui sont en contact les uns avec les autres Les organes ou pinces assurent ainsi que le compartiment d'anode fonctionne efficacement Seulement une petite quantité de métal alcalin est retenue dans le compartiment d'anode à la décharge complète, tout en assurant toujours un bon contact électrique et une bonne mouillabilité de la surface du
séparateur par le métal alcalin, à la décharge complète.
Les organes ou pinces ancrent également le tube séparateur vis-à-vis des vibrations, et serviront également à empêcher un mélange rapide de l'électrolyte et du métal alcalin dans
l'éventualité d'une fissuration du tube séparateur.
L'élément peut ainsi être du type dans lequel le métal alcalin M est le sodium, le séparateur est en nasicon, en alumine-béta ou en alumine-béta" qui sont connus comme conducteurs des ions sodium, et Hal est le chlore, de sorte que l'électrolyte est Na Al C 14, l'élément ayant alors la réaction suivante charge T + 2 Na Cl 2 Na + T C 12 ( 1) décharge
dans laquelle T peut être Ni, Fe ou les mélanges de ceux-ci.
Les particules mouillables par le sodium peuvent être électrochimiquement conductrices de telle sorte qu'elles n'ont pas besoin d'être amorcées par du sodium Le diamètre des particules doit également être aussi faible que possible du
fait que cela augmente leur capacité d'absorption.
Les particules peuvent être fixées au séparateur Les particules peuvent ainsi être enrobées dans une couche de verre liée au séparateur La couche de verre peut être composée d'un verre soluble à l'eau tel que du silicate de sodium, du polyphosphate de sodium, de l'acide borique ou similaire On préfère cependant le polyphosphate de sodium du fait de sa solubilité élevée dans l'eau qui améliore sa liaison au séparateur, et de sa température de déshydratation relativement faible qui favorise la formation d'une couche ou
revêtement uniforme et uni du verre sur le séparateur.
Les particules peuvent dans ce cas être fixées à la surface du séparateur en dissolvant le verre soluble dans de l'eau, en mélangeant les particules à la solution verre/eau de telle manière que les particules soient en suspension dedans, en revêtant le tube par la composition résultante et en séchant le revêtement pour former la couche ou revêtement sur la surface du séparateur La proportion des particules par rapport au verre n'est pas critique, à condition qu'il y ait suffisamment de verre pour donner une adhérence adéquate au séparateur et suffisamment de particules pour donner une conductivité adéquate Le revêtement du tube par la composition peut être effectué par tous moyens convenables,
par exemple en l'appliquant par brossage du séparateur.
Les particules peuvent être des particules de métal ou de carbone, mais on préfère les particules de carbone du fait de leurs avantages relatifs à la masse et au coût par rapport aux particules de métal Le carbone particulaire peut être sous forme de poudre de carbone telle que de la poudre de graphite ou du noir de fumée, qui est une forme du noir de carbone Ces deux poudres de carbone ont les degrés de finesse désirés pour une application lisse sur le séparateur et une bonne adhérence sur celui-ci On préfère cependant le noir de fumée du fait de sa facilité d'application, de ses bonnes propriétés d'adhérence et du fini lisse du revêtement Les noirs de carbone ont en général des dimensions de particules dans la plage du manomètre et on pense qu'un noir de fumée ayant une dimension moyenne de particules de 50 manomètres aura une bonne capacité de mouillage lorsqu'il est mouillé par du sodium. Initialement, l'élément peut contenir un peu de sodium dans le compartiment d'anode Cependant, dans une forme de réalisation de l'invention, il peut ne pas y avoir de sodium initialement dans le compartiment d'anode Cependant, un peu de zinc et/ou d'aluminium sera alors introduit initialement dans le compartiment de cathode pour former un précurseur d'élément ou un élément à l'état de surdécharge En soumettant le précurseur d'élément à une charge initiale, l'aluminium et/ou le zinc réagiront alors avec Na Cl dans le compartiment de cathode pour produire encore plus d'électrolyte de sel fondu Na Al Cl 4 et pour former du sodium qui traverse ensuite le séparateur pour venir dans le compartiment d'anode On fournira alors suffisamment d'aluminium et/ou de zinc pour que la réaction initiale avec l'aluminium et/ou le zinc lors de la charge fournisse la quantité initiale de sodium pour le
démarrage dans le compartiment d'anode, comme décrit dans GB-
A-2191332 qui est cité ici à titre de référence Ce sodium suffit ensuite pour humidifier les particules de carbone de la mèche. GB-A-2191332 décrit également d'autres caractéristiques et raffinements de l'élément conforme à l'invention, tels que la proportion d'ions de métal alcalin et d'ions aluminium dans l'électrolyte qui doit être telle que la solubilité de la substance de cathode active dans l'électrolyte fondu est à son minimum ou voisine de celui-ci, l'utilisation de Co/Co C 12 ou Ni/Ni Cl 2 comme substance de cathode en parallèle avec une cathode en Fe/Fe Cl 2, la protection du Fe/Fe C 12 contre la surcharge dans le cas o l'élément de la présente invention a une cathode en Fe/Fe C 12, l'utilisation d'anions fluorure comme dopant dans l'électrolyte Na Al C 14afin de résister à l'augmentation progressive de résistance interne associée à des cycles soutenus et dont on pense qu'elle provient d'un empoisonnement des séparateurs en alumine-béta par Al C 13 dans l'électrolyte, l'utilisation de chalcogènes tels que des dopants S ou Se dans l'électrolyte liquide et/ou la substance de cathode active afin de résister à la réduction progressive de la capacité de la cathode avec des cycles soutenus pour des cathodes Ni/Ni C 12, etc. Selon un deuxième aspect de l'invention, celle-ci a pour objet une combinaison de séparateur pour un élément accumulateur électrochimique comprenant (i) un compartiment d'anode contenant, à la température de fonctionnement de l'élément et lorsque l'élément est à son état de charge, une anode en métal alcalin fondu; (ii) un compartiment de cathode contenant, à ladite température de fonctionnement et audit état de charge, un électrolyte en sel fondu d'un halogénure d'aluminium et d'un métal alcalin, qui est également fondu à la température de fonctionnement de l'élément et qui a pour formule M Al Hal 4, dans laquelle M est le métal alcalin de l'anode et Hal est un halogène, le compartiment de cathode contenant également, audit état de charge, une cathode qui comprend une matrice poreuse électroniquement conductrice et perméable à l'électrolyte dans laquelle est dispersée une substance de cathode active de formule T Ha 12, dans laquelle Hal est l'halogène de l'électrolyte et T est un métal de transition choisi dans le groupe des métaux de transition constitué par Fe, Ni, Co, Cr, Mn et les mélanges de ceux-ci, la matrice étant imprégnée par ledit électrolyte fondu; (iii) un séparateur séparant le compartiment d'anode d'avec l'électrolyte, le séparateur comprenant un conducteur solide des ions du métal alcalin de l'anode ou un tamis micromoléculaire à l'intérieur duquel ledit métal alcalin est contenu sorbé, combinaison de séparateur caractérisée en ce qu'elle comprend un séparateur comprenant un conducteur solide des ions du métal alcalin de l'anode de l'élément électrochimique dans lequel la combinaison de séparateur doit être utilisée, ou un tamis micromoléculaire qui contient le métal alcalin sorbé dedans et, une couche de particules, mouillables par le métal alcalin, sur la surface du séparateur qui sera dirigée vers
l'intérieur du compartiment d'anode.
Les particules peuvent, comme décrit précédemment, être enrobées dans une couche de verre liée au séparateur, les particules peuvent être des particules de poudre de carbone, et le verre peut être constitué par un verre soluble dans l'eau. Selon un troisième aspect de l'invention, celleci a également pour objet, dans un élément accumulateur de puissance électrochimique rechargeable à haute température comprenant un compartiment d'anode contenant, à la température de fonctionnement de l'élément et lorsque l'élément est à son état de charge, une anode en métal alcalin fondu et un compartiment de cathode contenant, à ladite température de fonctionnement et audit état de charge, un électrolyte en sel fondu d'un halogénure d'aluminium et d'un métal alcalin, qui est également fondu à la température de fonctionnement de l'élément et qui a pour formule M Al Hal 4, dans laquelle M est le métal alcalin de l'anode et Hal est un halogène, le compartiment de cathode contenant également, audit état de charge, une cathode qui comprend une matrice poreuse électroniquement conductrice et perméable à l'électrolyte dans laquelle est dispersée une substance de cathode active de formule T Ha 12, dans laquelle Hal est l'halogène de l'électrolyte et T est un métal de transition choisi dans le groupe des métaux de transition constitué par Fe, Ni, Co, Cr, Mn et les mélanges de ceux-ci, la matrice étant imprégnée par ledit électrolyte fondu et un séparateur séparant le compartiment d'anode d'avec l'électrolyte, le séparateur comprenant un conducteur solide des ions du métal alcalin de l'anode ou un tamis micromoléculaire à l'intérieur duquel ledit métal alcalin est contenu sorbé, un procédé pour améliorer le contact du métal alcalin avec le séparateur dans le compartiment d'anode, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer à ladite surface du séparateur une couche
de particules qui sont mouillables par le métal alcalin.
L'application à la surface du séparateur de la couche de particules peut, comme décrit précédemment, être effectuée par mélange des particules dans une solution de verre, revêtement du séparateur par le mélange, et séchage du revêtement pour former sur le séparateur une couche de verre dans laquelle les particules sont enrobées L'application du mélange au séparateur peut être effectuée en le brossant sur le séparateur. On va maintenant décrire l'invention, à titre d'exemple, en
référence aux dessins annexés.
Dans les dessins, la figure 1 représente une vue schématique en élévation latérale et coupe selon la ligne I-I de la figure 2, d'un élément électrochimique conforme à une forme de réalisation de la présente invention, et la figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne IIII de la
figure 1.
Dans les dessins, la référence numérique 10 indique généralement un élément électrochimique conforme à l'invention. L'élément 10 comprend un carter extérieur cylindrique 12 ayant une paroi latérale 22 reliée à un fond circulaire 24, un tube 14 en alumine-béta logé concentriquement à l'intérieur du carter 12, le tube 14 étant fermé à une de ses extrémités 16 et ouvert à son autre extrémité 18, et un ensemble de collier autour de l'extrémité 18 du tube 14 L'ensemble de collier comprend une bague circulaire isolante 26 en alumine-alpha, l'extrémité 18 du tube 14 étant montée sur cette bague 26 par logement étanche dans une gorge annulaire 28 ménagée dans la bague 26 Deux cylindres tronqués concentriques 30,32 en nickel sont liés, respectivement, de manière hermétique aux fluides, aux surfaces extérieure et intérieure courbes de la bague 26 Un disque de fermeture annulaire 34 ferme l'extrémité ouverte 18 du tube 14, ce disque 34 étant fixé au cylindre tronqué ou bague 32 en 36 Un disque annulaire 40 ferme également l'extrémité du carter 12 éloignée du fond 24, le disque 40 étant fixé, par exemple soudé, au carter en 42 et à la bague 30 en 44 Un collecteur de courant 46 en tige d'acier fait saillie dans le tube 14, et un collecteur de
courant 50 en tige d'acier fait saillie du disque 40 en 52.
Un compartiment de cathode 56 est ainsi formé dans le tube 14, un compartiment d'anode 58 étant formé autour de l'extérieur du tube 14 et à l'intérieur du carter 12, le tube 14 en alumine-béta constituant alors un séparateur entre les
compartiments d'anode et de cathode.
La face du séparateur tubulaire 14 qui est dirigée vers le compartiment d'anode 58 est munie d'un revêtement ou d'une couche 68 Le revêtement ou la couche est constitué de particules de noir de fumée enrobées dans une couche de verre en polyphosphate de sodium adhérant au séparateur de telle sorte que les particules de carbone sont ainsi localisées contre ou sur la surface du séparateur La couche 68 peut être appliquée au séparateur en dissolvant 40 parties en masse
d'hexamétaphosphate de sodium dans 100 parties en masse d'eau.
On ajoute à la solution quelques gouttes d'acétone pour assister le mouillage des particules de noir de carbone On ajoute à la solution suffisamment de noir de fumée, à savoir un noir de carbone ayant une dimension moyenne de particules d'environ 50 manomètres, jusqu'à ce que cette solution est une consistance qui convient à la peinture La proportion en masse d'hexamétaphosphate de sodium au noir de carbone n'est pas critique et est typiquement d'environ 1:1 Suffisamment de verre doit être présent pour donner une adhésion adéquate de la couche au séparateur, tandis que suffisamment de noir de
fumée doit être présent pour donner une conductivité adéquate.
La "peinture" est appliquée à la brosse sur le tube 14 et est ensuite séchée dans l'air à 2750 C pendant deux heures avant utilisation. 1 0 Dans d'autres formes de réalisation de l'invention, cependant, on peut utiliser d'autres variétés de noir de carbone, qui sont utilisées communément pour des peintures et des encres, ainsi que d'autres variétés de polyphosphate de sodium On pense que le polyphosphate de sodium, qui est ioniquement
conducteur, aide au passage du sodium à travers la couche 68.
L'élément comprend également quatre organes d'ancrage 70 disposés adjacents les uns aux autres dans le compartiment d'anode 58 Chaque organe d'ancrage 70 est formé, par exemple plié, à partir d'une feuille d'acier et a la forme d'une pince à ressort ayant une portion courbe 72 s'appuyant contre le séparateur 14, des portions courbes 74 s'appuyant contre le carter 22, et des portions de liaison 76 s'étendant entre les portions 72,74, les pinces 70 étant telles que les portions 72,74 sont rappelées à l'écartement l'une de l'autre de manière à assurer qu'elles sont rappelées en bon contact électriquement avec le séparateur 14 et le carter 22 respectivement Dans les dessins, on a représenté des jeux entre les composants 14,68 et 72 et les composants 72,22, pour faciliter l'illustration, mais en pratique ils buteront naturellement les uns contre les autres pour un bon contact, comme décrit précédemment Les organes ou pinces 70, en plus de leur action comme collecteurs de courant secondaires dans le compartiment d'anode, augmentent la capacité de mouillage de la couche 68 Ils servent également à ancrer le séparateur
14 en position par rapport au carter 22.
Une matrice en Fe perméable à l'électrolyte, avec du chlorure de sodium incorporé dedans sous forme dispersée, est placée à l'intérieur du compartiment de cathode 56 On ajoute ensuite suffisamment d'électrolyte fondu Na Al Cl 4 au compartiment de cathode pour que la matrice soit imprégnée par l'électrolyte et que celui-ci mouille le séparateur ou tube 14 Le tube en alumine-béta 14 forme donc une barrière continue entre le compartiment de cathode 56 contenant l'électrolyte et le
compartiment d'anode 58, à l'intérieur du carter 12.
Initialement, la couche 68 et les organes d'ancrage 70 1 1
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fournissent le contact électrique requis entre le carter 12 et le séparateur 14 Cependant, lors du premier passage de sodium à travers le séparateur, il est absorbé le long de la couche 68 et forme une interface entre la couche 68 et les organes 70, en formant ainsi un contact électrique supplémentaire
entre le boîtier 12 et le séparateur 14.
Lors de la charge de l'élément 10, la réaction suivante a lieu dans le compartiment de cathode 2 Na Cl + Fe 4 2 Na + Fe C 12 ( 2) Le Na généré par la réaction ( 2) traverse l'alumine-béta pour
venir dans le compartiment d'anode 58.
Des essais sur des éléments 10 n'ont révélé aucun effritement
de la couche 68 après 60 cycles.
Claims (16)
1 Un élément accumulateur de puissance électrochimique rechargeable à haute température comprenant (i) un compartiment d'anode ( 58) contenant, à la température de fonctionnement de l'élément ( 10) et lorsque l'élément ( 10) est à son état de charge, une anode en métal alcalin fondu; (ii) un compartiment de cathode ( 56) contenant, à ladite température de fonctionnement et audit état de charge, un électrolyte en sel fondu d'un halogénure d'aluminium et d'un métal alcalin, qui est également fondu à la température de fonctionnement de l'élément ( 10) et qui a pour formule M Al Hal 4, dans laquelle M est le métal alcalin de l'anode et Hal est un halogène, le compartiment de cathode ( 56) contenant également, audit état de charge, une cathode qui comprend une matrice poreuse électroniquement conductrice et perméable à l'électrolyte dans laquelle est dispersée une substance de cathode active de formule T Hal 2, dans laquelle Hal est l'halogène de l'électrolyte et T est un métal de transition choisi dans le groupe des métaux de transition constitué par Fe, Ni, Co, Cr, Mn et les mélanges de ceux-ci, la matrice étant imprégnée par ledit électrolyte fondu; (iii) un séparateur ( 14) séparant le compartiment d'anode ( 58) d'avec l'électrolyte, le séparateur ( 14) comprenant un conducteur solide des ions du métal alcalin de l'anode ou un tamis micromoléculaire à l'intérieur duquel ledit métal alcalin est contenu sorbé; élément accumulateur ( 10) caractérisé en ce qu'il comprend en outre (iv) une mèche dans le compartiment d'anode ( 58) pour augmenter le contact du métal alcalin avec le séparateur ( 14) dans le compartiment d'anode ( 58), la mèche comprenant une couche ( 68) de particules mouillables par le métal alcalin sur la surface du séparateur ( 14), ainsi qu'un composant métallique d'ancrage ( 70) en butée sur les particules mouillables et faisant saillie à l'intérieur du
compartiment d' anode ( 58).
2 Un élément accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un carter ( 12), avec le séparateur ( 14) logé dans le carter ( 12) de telle manière que le compartiment d'anode ( 58) soit défini entre le carter ( 12)
et le séparateur ( 14).
3 Un élément accumulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le carter ou boîtier ( 12) a une forme tubulaire et est en métal de telle sorte qu'il constitue le collecteur de courant primaire d'anode, le séparateur ( 12) ayant également une forme tubulaire, le composant d'ancrage ( 70) s'étendant entre le séparateur ( 14) et le boîtier ( 12) et étant en contact électrique avec les deux de manière à constituer un collecteur de courant secondaire pour le
compartiment d'anode ( 58).
4 Un élément accumulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément d'ancrage comprend une pluralité d'organes d'ancrage ( 70) disposés adjacents les uns aux autres dans l'espace annulaire entre le séparateur ( 14) et le boîtier tubulaire ( 12) et traversant le jeu entre le séparateur ( 14) et le boîtier ( 12), les organes d'ancrage ( 70) étant espacés pour permettre le mouvement du sodium dans le compartiment d'anode ( 58), et les organes d'ancrage ( 70) adjacents butant les uns contre les autres de manière à être
en contact électrique entre eux.
Un élément accumulateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque organe d'ancrage ( 70) comprend une portion primaire ( 72) de forme courbe butant sur le séparateur ( 14), des portions secondaires ( 74) s'étendant depuis la portion primaire ( 72), jusqu'au boîtier ( 12), et des
portions tertiaires ( 76) butant sur le boîtier ( 12).
6 Un élément accumulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque organe d'ancrage ( 70) comprend une feuille de métal de forme convenable selon les portions
primaire ( 72), secondaires ( 74) et tertiaires ( 76).
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7 Un élément accumulateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes d'ancrage ( 70) sont en acier et sont tels qu'ils agissent comme des pinces à ressort, les portions primaire ( 72) et tertiaires ( 76) étant alors rappelées contre le séparateur ( 14) et le boîtier ( 12) respectivement, de manière à assurer qu'elles forment un bon contact électrique avec le séparateur ( 14) et le boîtier ( 12), le sodium mouillant les surfaces de la feuille, le séparateur ( 14) et le boîtier ( 12) qui sont en contact les uns avec les
autres.
8 Un élément accumulateur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que le métal alcalin M est le sodium, le
séparateur ( 14) est en nasicon, en alumine-béta ou en alumine-
béta" qui sont connus comme conducteurs des ions sodium, et Hal est le chlore, de sorte que l'électrolyte est Na Al C 14, l'élément ( 10) ayant alors la réaction suivante charge T + 2 Na Cl 2 Na + TC 12 ( 1) décharge
dans laquelle T peut être Ni, Fe ou les mélanges de ceux-ci.
9 Un élément accumulateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les particules mouillables par le sodium sont électrochimiquement conductrices de telle sorte qu'elles
n'ont pas besoin d'être amorcées par du sodium.
Un élément accumulateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les particules sont enrobées dans une
couche de verre ( 68) liée au séparateur ( 14).
11 Un élément accumulateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la couche de verre est composée de verre
soluble à l'eau.
12 Un élément accumulateur selon la revendication 11, caractérisé en ce que le verre soluble à l'eau est du
polyphosphate de sodium.
13 Un élément accumulateur selon l'une des revendications 9 à
12, caractérisé en ce que les particules sont des particules de
poudre de carbone.
14 Une combinaison de séparateur pour un élément accumulateur électrochimique comprenant (i) un compartiment d'anode ( 58) contenant, à la température de fonctionnement de l'élément ( 10) et lorsque l'élément ( 10) est à son état de charge, une anode en métal alcalin fondu; (ii) un compartiment de cathode ( 56) contenant, à ladite température de fonctionnement et audit état de charge, un électrolyte en sel fondu d'un halogénure d'aluminium et d'un métal alcalin, qui est également fondu à la température de fonctionnement de l'élément ( 10) et qui a pour formule M Al Hal 4, dans laquelle M est le métal alcalin de l'anode et Hal est un halogène, le compartiment de cathode ( 56) contenant également, audit état de charge, une cathode qui comprend une matrice poreuse électroniquement conductrice et perméable à l'électrolyte dans laquelle est dispersée une substance de cathode active de formule T Ha 12, dans laquelle Hal est l'halogène de l'électrolyte et T est un métal de transition choisi dans le groupe des métaux de transition constitué par Fe, Ni, Co, Cr, Mn et les mélanges de ceux-ci, la matrice étant imprégnée par ledit électrolyte fondu; (iii) un séparateur ( 14) séparant le compartiment d'anode ( 58) d'avec l'électrolyte, le séparateur ( 14) comprenant un conducteur solide des ions du métal alcalin de l'anode ou un tamis micromoléculaire à l'intérieur duquel ledit métal alcalin est contenu sorbé, combinaison de séparateur caractérisée en ce qu'elle comprend un séparateur ( 14) comprenant un conducteur solide des ions du métal alcalin de l'anode de l'élément électrochimique dans lequel la combinaison de séparateur doit être utilisée, ou un tamis micromoléculaire qui contient le métal alcalin sorbé dedans et, une couche ( 68) de particules, mouillables par le métal alcalin, sur la surface du séparateur ( 14) qui sera dirigée vers l'intérieur du compartiment d'anode ( 58). Une combinaison de séparateur selon la revendication 14, caractérisée en ce que les particules sont enrobées dans une
couche de verre ( 68) liée au séparateur ( 14).
16 Une combinaison de séparateur selon la revendication 15, caractérisée en ce que les particules sont des particules de poudre de carbone et le verre est constitué de verre soluble
dans l'eau.
17 Dans un élément accumulateur de puissance électrochimique rechargeable à haute température, comprenant un compartiment d'anode ( 58) contenant, à la température de fonctionnement de l'élément ( 10) et lorsque l'élément ( 10) est à son état de charge, une anode en métal alcalin fondu et un compartiment de cathode ( 56) contenant, à ladite température de fonctionnement et audit état de charge, un électrolyte en sel fondu d'un halogénure d'aluminium et d'un métal alcalin, qui est également fondu à la température de fonctionnement de l'élément ( 10) et qui a pour formule M Al Hal 4, dans laquelle M est le métal alcalin de l'anode et Hal est un halogène, le compartiment de cathode ( 56) contenant également, audit état de charge, une cathode qui comprend une matrice poreuse électroniquement conductrice et perméable à l'électrolyte dans laquelle est dispersée une substance de cathode active de formule T Hal 2, dans laquelle Hal est l'halogène de l'électrolyte et T est un métal de transition choisi dans le groupe des métaux de transition constitué par Fe, Ni, Co, Cr, Mn et les mélanges de ceux-ci, la matrice étant imprégnée par ledit électrolyte fondu et un séparateur ( 14) séparant le compartiment d'anode ( 58) d'avec l'électrolyte, le séparateur ( 14) comprenant un conducteur solide des ions du métal alcalin de l'anode ou un tamis micromoléculaire à l'intérieur duquel ledit métal alcalin est contenu sorbe, un procédé pour améliorer le contact du métal alcalin avec le séparateur ( 14) dans le compartiment d'anode ( 58), procédé caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer à ladite surface du séparateur ( 14) une couche ( 68) de particules qui sont mouillables par le
métal alcalin.
18 Un procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'application de la couche de particules ( 68) à la surface du séparateur ( 14) est effectuée par mélange des particules dans une solution de verre, revêtement du séparateur par le mélange, et séchage du revêtement pour former sur le séparateur ( 14) une couche de verre ( 68) dans
laquelle les particules sont enrobées.
19 Un procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que les particules sont des particules de poudre de carbone et le verre est soluble dans l'eau, l'application du mélange sur le séparateur ( 14) se faisant par
brossage du mélange sur le séparateur ( 14).
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