FR2670051A1 - Procede et dispositif de fabrication d'un support d'electrolyte solide et support d'electrolyte solide obtenu par ce procede. - Google Patents

Procede et dispositif de fabrication d'un support d'electrolyte solide et support d'electrolyte solide obtenu par ce procede. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un support d'électrolyte solide pour une électrode pour un élément accumulateur électrochimique, un appareil pour la mise en œuvre de ce procédé et un support d'électrolyte ainsi obtenu. Selon l'invention, le support d'électrolyte comporte un filet de vis à l'état cru permettant de le dévisser d'un mandrin (28) de moulage après pressage isostatique. Application aux éléments accumulateurs électrochimiques

Description

1 2670051
Procédé et dispositif de fabrication d'un support d'électrolyte solide et support d'électrolyte solide obtenu
par ce procédé.
Cette invention se rapporte à un support d'électrolyte solide pour une électrode pour un élément accumulateur électrochimique Plus particulièrement, elle concerne un procédé de fabrication d'un tel support d'électrolyte solide, un appareil pour fabriquer un tel support et un support d'électrolyte solide lorsqu'il est fabriqué conformément au
procédé.
Conformément à l'un des aspects de l'invention, celle-ci concerne un procédé de fabrication d'un support d'électrolyte solide pour une électrode pour un élément accumulateur électrochimique, le procédé comprenant les étapes de: formation d'une couche de matériau particulaire comprenant un électrolyte solide ou un précurseur de celui- ci autour d'un mandrin que comporte un filet de vis externe; pressage isostatique de la couche de matériau particulaire pour former le support à l'état cru avec des filets de vis internes formés par les filets du mandrin; dévissage du mandrin dans une direction axiale par rapport au support cru; et frittage du support cru pour fournir le support sous la forme d'un produit ouvré unitaire d'électrolyte solide en
céramique polycrystalline.
Bien que le matériau particulaire puisse en principe être sous la forme d'une suspension, il est préférable qu'il soit sous la forme d'une poudre, en particulier d'une poudre s'écoulant librement. Le pressage isostatique est réalisé typiquement au moyen d'une pression hydrostatique transmise à la poudre par une membrane élastiquement flexible telle qu'un manchon de latex ou de polyuréthanne dans lequel le mandrin est reçu Le pressage se réalise habituellement à une pression de 69 x 103 345 x 103 k Pa, par exemple 235 x 103 k Pa De manière essentielle, le procédé peut utiliser l'une ou l'autre de deux grandes approches, la première étant de presser le manchon contre la couche de poudre en direction de l'intérieur vers le mandrin, et la seconde étant de presser le manchon contre la couche de
poudre en direction de l'extérieur à l'écartement du mandrin.
Dans chaque cas, un moule approprié, par exemple un moule à fente, peut être utilisé autour du mandrin, le moule comportant un filet de vis interne et formé de telle sorte que le mandrin peut être disposé plus ou moins concentriquement dedans avec les filets du mandrin et les filets du moule en coïncidence de manière à délimiter un espace annulaire entre eux pour recevoir la poudre devant être pressée sous forme
d'une couche d'épaisseur et de forme désirées.
En conformité avec ladite première approche, le matériau particulaire peut être une poudre, la couche de poudre étant pressée isostatiquement contre le mandrin au moyen d'un
manchon flexible entourant le mandrin et la couche de poudre.
Alors, le manchon peut être enfermé dans un moule, le manchon étant flexible élastiquement et formant avant le pressage, une garniture du moule, la poudre étant chargée dans un espace entre le manchon et le mandrin pour former la couche de poudre, le pressage étant réalisé au moyen d'un fluide introduit dans le moule à l'extérieur du manchon, et la pression de fluide étant réduite après le pressage pour permettre au manchon de revenir élastiquement, séparé du support cru, pour former une garniture pour le moule, après quoi le mandrin et le support cru sont respectivement dévissé
du support et enlevé du moule.
Plus particulièrement en conformité avec ladite première approche, le manchon peut être conformé pour buter et former une garniture pour le moule, le manchon du mandrin et le moule étant alignés verticalement avec le fond de l'espace annulaire fermé et la poudre étant chargée vers le bas depuis le sommet dans l'espace annulaire entre le manchon et le mandrin, avec des vibrations pour la consolider et la compacter, le sommet de l'espace annulaire étant ensuite fermé quand ledit espace est rempli de poudre et le manchon étant pressé isostatiquement vers l'intérieur contre la couche et le mandrin par passage d'eau sous pression à travers des orifices disposés de manière appropriée dans le moule Après le pressage, le manchon peut revenir élastiquement pour garnir le moule, séparé du support cru pressé, et le mandrin peut ensuite être dévissé du support cru et le support peut être enlevé du moule Si cela est désiré, le mandrin peut d'abord être dévissé du support cru, puis le support cru enlevé du moule, ou vice versa L'enlèvement du support cru du moule peut s'effectuer par dévissage du support cru du moule ou, si
le moule est un moule à fente, par fractionnement du moule.
Pour faciliter le dévissage, l'un ou l'autre du mandrin et du moule, ou les deux, peuvent être coniques d'une extrémité large à une extrémité étroite, le dévissage s'effectuant dans une direction axiale depuis l'extrémité étroite jusqu'à
l'extrémité large.
Naturellement, au lieu d'utiliser un manchon relativement fin dans un moule, le moule et le manchon peuvent être combinés sous forme d'une seule pièce, constituée de latex ou de polyuréthanne, qui peut être considérée comme un manchon épais autoporteur, ou comme un moule flexible, élastique, fin autoporteur Celui-ci peut être disposé autour du mandrin, rempli avec de la poudre et pressé, après quoi il fait ressort en se libérant élastiquement du support cru pressé pour
permettre un dévissage aisé du support cru par rapport à lui.
Conformément à ladite seconde approche, le matériau particulaire peut de manière similaire être une poudre, la couche de poudre étant pressée isostatiquement vers l'extérieur à l'écartement du mandrin contre un moule entourant la couche de poudre, au moyen d'un manchon flexible entourant le mandrin et disposé entre le mandrin et la couche de poudre Alors, le manchon peut être flexible élastiquement et forme avant le pressage une garniture pour le mandrin, la poudre étant chargée dans un espace entre le manchon et le moule pour former la couche de poudre, le pressage s'effectuant par fluide introduit dans le manchon, entre le manchon et le mandrin, et la pression du fluide étant réduite après le pressage pour permettre au manchon de revenir élastiquement, séparé du support cru, pour former une garniture pour le mandrin, après quoi le mandrin et le support
cru sont respectivement dévissé du support et enlevé du moule.
Plus particulièrement, en concordance avec la seconde approche générale, le manchon est formé de manière à buter et former une garniture pour le mandrin, le manchon de métal et le moule étant de nouveau alignés verticalement de manière similaire avec le fond de l'espace annulaire fermé et la poudre étant chargée de manière similaire dans l'espace annulaire à partir du dessus, dans ce cas, cependant, entre le manchon et le moule, le pressage du manchon après fermeture du sommet de l'espace annulaire s'effectuant vers l'extérieur par l'intermédiaire d'orifices disposés de manière appropriée dans le mandrin, contre la couche et le moule Après le pressage, le manchon peut revenir élastiquement pour garnir le mandrin, séparé du support cru pressé Le support cru peut ensuite être enlevé du moule, et le mandrin dévissé du support cru, comme
décrit ci-dessus pour la première approche générale.
Naturellement, une approche mixte peut être utilisée, selon laquelle on utilise deux manchons, garnissant respectivement le mandrin et le moule, la poudre étant chargée entre les manchons et le pressage s'effectuant simultanément vers l'intérieur et l'extérieur Cette approche mixte a l'avantage que, après retour élastique des manchons pour garnir le mandrin et le moule respectivement lors de la diminution de la pression hydrostatique, le mandrin et le produit ouvré cru peuvent être dévissés de manière relativement simple, en
particulier si le mandrin et le moule sont coniques.
Alors, conformément à l'approche mixte, le matériau particulaire peut de nouveau être une poudre, le mandrin et la couche de poudre étant entourés par un manchon externe flexible disposé dans un moule, un manchon interne flexible étant disposé entre le mandrin et la couche de poudre, la couche de poudre étant simultanément pressée vers l'intérieur par le manchon externe par un fluide introduit dans le moule à l'extérieur du manchon, et étant pressée vers l'extérieur écartée du mandrin par le manchon intérieur par un fluide introduit dans le manchon intérieur, entre le manchon intérieur et le mandrin Chaque manchon peut être élastiquement flexible, les manchons interne et externe, avant le pressage, garnissant respectivement le mandrin et le moule, la poudre étant introduite dans un espace entre les manchons pour former la couche de poudre, et la pression de fluide respectivement dans le manchon intérieur et entre le moule et le manchon extérieur étant réduite après le pressage pour permettre aux manchons interne et externe respectivement de revenir élastiquement pour garnir le mandrin et le moule, après quoi le mandrin et le support cru sont respectivement
dévissé du support et enlevé du moule.
Quand un moule est utilisé, il peut comporter un filet de vis interne, l'enlèvement du support par rapport au moule se faisant par dévissage du support dans une direction axiale
depuis le moule.
Naturellement, les filets de vis du mandrin et du moule peuvent être constitués par un filet hélicoïdal unique ou ils peuvent être à multiples pas en utilisant deux filets
hélicoïdaux ou plus.
La dimension des particules de poudre utilisées peut être telle qu'au moins 80 % en masse de celles-ci a une dimension inférieure à 55 pm, de préférence de telle sorte qu'une portion de celles-ci a une dimension de particule inférieure à
30 l Lm.
On entend par précurseur d'un électrolyte solide, un mélange pulvérulent qui, quand il a été fritté est transformé en un
électrolyte solide en formant un produit ouvré polycristallin.
De nombreux mélanges de telles poudres de précurseur sont bien connus dans la technique des séparateurs d'électrolytes solides pour éléments accumulateurs et il doit être souligné que n'importe quelle poudre appropriée comprenant un tel précurseur ou l'électrolyte solide lui-même peut être utilisée, l'étape de frittage étant également classique et les caractéristiques nouvelles de l'invention concernant la
formation effective du support cru.
Après enlèvement du mandrin du support cru et enlèvement du support cru du moule, le support cru peut être fritté par chauffage de manière classique à une température de frittage appropriée de par exemple 1 550 1 700 'C, de manière typique 1.600 1 630 'C, comme cela est décrit par exemple dans le brevet US-A-4 732 741 Cela peut être effectué avec le support cru dressé sur une extrémité ou suspendu verticalement ou encore allongé sur une face, dans chaque cas avec relativement peu de sa surface en contact avec ce qui est utilisé pour le supporter. De manière typique, le mandrin a une racine ou un axe de guidage à une extrémité, par exemple son extrémité large s'il est conique Le procédé peut alors inclure l'enfoncement de l'extrémité opposée ou étroite dans la poudre de telle sorte que le support a une ouverture dans une extrémité et est fermé à l'autre Dans ce cas, une poudre de céramique appropriée peut être chargée dans l'espace annulaire pour former un collier à l'extrémité ouverte du tube qui peut être fritté, d'une seule pièce avec le reste du tube pour former un collier ioniquement et électroniquement isolant pour ladite ouverture ouverte. En pratique, l'électrolyte solide sera habituellement de l'alumine-B ou de l'alumine-B", la poudre comprenant alors de l'alumine- B ou de l'alumine-B" ou une poudre de précurseur qui se transforme en celle-ci par chauffage jusqu'à la température
de frittage, tel que cela est décrit dans le brevet US-A-
4.732 741 Dans ce cas, le collier isolant peut être en alumine-a, une poudre d'alumine-a ou un précurseur de celle-ci
étant utilisé pour former le collier du support cru.
Naturellement, d'autres types de supports d'électrolyte solide peuvent être fabriqués de manière similaire De manière usuelle, un liant approprié peut être utilisé pour lier la poudre pour renforcer le support cru Dans ce but, le demandeur a trouvé une cire appropriée telle qu'une cire de polyéthylène glycol qui peut avoir un poids moléculaire de 2.000 4 000, par exemple 3 000, et qui se volatilise sans
rupture du produit ouvré cru pendant le frittage.
Il doit être noté que, pour la seconde approche décrite ci-
dessus, il peut être utile d'utiliser un vide approprié entre le mandrin et le manchon, pour permettre au manchon de s'accrocher de manière étanche au mandrin, avant que le pressage prenne place et ce vide peut être appliqué de nouveau après le pressage pour aider le manchon à revenir
élastiquement pour garnir le mandrin séparé du support cru.
Pour la première approche décrite ci-dessus, un vide peut de manière similaire être appliqué entre le manchon et le moule, après le pressage, pour aider le manchon à revenir élastiquement pour garnir le moule séparé du support cru Il doit être également noté que, bien que l'invention ait une utilité particulière dans la fabrication de supports d'électrolyte pour des éléments accumulateurs à haute température, elle peut être également utilisée en principe pour fabriquer de tels supports pour des éléments
accumulateurs à température ambiante.
Conformément à un autre aspect de l'invention, celle-ci concerne un appareil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, l'appareil comprenant: un mandrin qui comporte un filet de vis externe, et un manchon flexible, le mandrin pouvant être reçu dans le manchon pour former un espace annulaire autour du mandrin pour recevoir un matériau particulaire devant être pressé isostatiquement par le manchon. L'appareil est donc destiné à la fabrication d'un support d'électrolyte solide pour une électrode dans un élément accumulateur électrochimique et, comme indiqué ci-dessus, le manchon peut être conformé ou supporté pour être fileté, le mandrin pouvant être disposé dans le manchon pour former un espace annulaire muni d'un pas de vis autour du mandrin pour recevoir une poudre pressée isostatiquement par le manchon,
l'espace étant limité sur l'une de ses faces par le manchon.
L'appareil peut inclure un moule dans lequel le mandrin peut être reçu avec le manchon entre le mandrin et le moule et avec ledit espace défini à l'intérieur du moule entre le moule et le mandrin, le moule et le mandrin formant respectivement des parois intérieure et extérieure radialement de l'espace; et le
moule peut comporter un filet de vis interne.
Le manchon peut être flexible élastiquement en formant une garniture pour l'une desdites parois de l'espace Au contraire, il peut y avoir deux manchons formant respectivement des garnitures pour lesdites parois intérieure
et extérieure de l'espace.
Le mandrin et le moule peuvent comporter un filet de vis de manière correspondante, le mandrin pouvant être reçu dans le moule avec le manchon entre le moule et le mandrin et avec ledit espace défini dans l'intérieur du moule, entre le moule et le mandrin Alors, le manchon peut être une garniture du mandrin qui est supportée par le mandrin de telle sorte qu'il comporte un filet de vis, l'espace étant défini entre le manchon et le moule; ou, au contraire, le manchon peut être une garniture pour le moule, et être supporté par le moule de telle sorte qu'il forme un filet de vis, l'espace étant défini
entre le manchon et le mandrin.
Comme indiqué ci-dessus, il peut y avoir deux manchons, l'un formant une garniture pour le moule et l'autre formant une garniture pour le mandrin, de telle sorte que l'espace est défini entre les manchons Les manchons peuvent être des tubes cylindriques simples qui épousent la forme du moule ou du mandrin qu'ils garnissent ou ils peuvent être conformés de manière à être autoporteurs et de forme filetée Donc, dans un cas simple, tout ce qui est nécessaire est un mandrin disposé dans un manchon fileté conformé autoporteur de la poudre pouvant être insérée entre eux, insertion suivie par un pressage vers l'intérieur du manchon Au contraire, un tel manchon peut être disposé dans un moule avec la poudre insérée entre le manchon et le moule, insertion suivie par un pressage vers l'extérieur du manchon Cependant, on pense que le mandrin et le moule seront habituellement utilisés ensemble
comme décrit ci-dessus.
Le moule peut être un moule à fente Le moule peut avoir un intérieur qui est conique axialement, et le mandrin peut
également être conique axialement.
Dans un mode de réalisation particulier de l'appareil, il peut comprendre un carter externe cylindrique creux, qui peut être fendu, muni de plusieurs pinces annulaires externes espacées axialement, le moule ayant une surface externe cylindrique et étant maintenu dans le carter par les pinces Dans ce cas, le mandrin peut avoir une racine cylindrique qui bloque une extrémité du carter, un noyau cylindrique étant utilisé pour bloquer l'autre extrémité du carter Le moule peut être fendu, par exemple en deux ou trois portions, et le moule, le mandrin et en fait ledit embout peuvent avoir chacun un ou plusieurs passages et orifices appropriés pour la transmission de la pression hydrostatique jusqu'au manchon ou aux manchons pour
le pressage isostatique.
L'invention s'étend également à un support d'électrolyte solide pour supporter une électrode d'un élément accumulateur
électrochimique, fabriqué conformément au procédé décrit ci-
dessus. De manière typique, le support a des filets ou arêtes espacés relativement étroitement quand il est prévu pour supporter dans son intérieur une anode de métal alcalin fondu telle qu'une anode de sodium; et il a des arêtes ou filets espacés de manière relativement importante quand il est destiné à
supporter une cathode.
L'invention va maintenant être décrite, au moyen d'exemples, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue schématique en élévation latérale et coupe d'un appareil conforme à l'invention; la figure 2 représente une vue similaire d'un autre appareil conforme à l'invention; et 1 0 les figures 3 et 4 représentent des vues schématiques en élévation latérale de deux supports fabriqués
conformément au procédé de l'invention.
Dans la figure 1, la référence numérique 10 désigne généralement l'appareil conformément à la présente invention destiné à être utilisé dans le procédé de la présente invention L'appareil 10 est sous la forme d'un gabarit de pressage comprenant un carter externe cylindrique creux 12 en acier doux qui est fendu longitudinalement et a ses portions maintenues ensemble par des pinces annulaires externes 14 en acier Le gabarit 10 est représenté dans un état de fonctionnement vertical avec son extrémité supérieure fermée
par un bouchon cylindrique 16 en latex flexible élastiquement.
A la place du latex, du polyuréthanne flexible peut être
utilisé pour le bouchon 16.
Un moule 20 à fente longitudinale ayant des portions qui sont maintenues ensemble par le carter 12 est disposé concentriquement dans le boîtier 12 au-dessus du noyau 16 Le sommet du moule 20 a une ouverture centrale 22 fermée par un bouchon 24 en matériau similaire à celui du bouchon 16 le moule 20, comme décrit plus en détail ci-après, a un intérieur creux muni d'un filet de vis lequel mène l'ouverture 22, le moule 20 ayant une embouchure 26 à son extrémité inférieure
menant dans ledit intérieur.
Un mandrin 28 muni d'un filet de vis est montré disposé concentriquement dans l'intérieur creux du moule 20, engagé à vissage libre avec celui-ci Le mandrin 28 a une racine 30 reçue dans l'embouchure 26 et une tige centrale 32 qui est disposée avec un filet de vis 34 s'étendant hélicoïdalement qui s'étend de la racine 30 à l'extrémité opposée de la tige 32 La tige 32 a un passage central 36 à partir duquel une multiplicité d'orifices (non représentés) mènent radialement
vers l'extérieur jusqu'à la surface du mandrin 28.
1 1 Comme cela sera noté à partir de la figure 1 et comme mentionné cidessus, la cavité intérieure du moule 20 a une forme en filet de vis en étant munie d'un filet de vis interne
38 s'étendant hélicoidalement.
Le pas du filet 34 est le même que celui du filet 38, le mandrin 28 étant formé et dimensionné de telle sorte qu'il peut être disposé dans le moule espacé radialement vers l'intérieur depuis les parois de la cavité du moule 20, et de telle sorte que les spires du filetage 34 sont espacées axialement des spires du filet 38 Le moule 20 et le mandrin 28 définissent par conséquent entre eux un espace annulaire 40 en forme de vis Dans cet espace 40 est disposé un manchon en latex 42 hermétiquement continu flexible élastiquement qui s'adapte autour du mandrin 28 comme un garnissage de celui-ci, en butée avec la surface du mandrin L'espace en forme d'hélice 40 existe par conséquent entre le manchon 42 et la
surface interne du moule 20.
Lors de l'utilisation, le gabarit 10 est disposé tel que représenté dans la figure 1, en notant que les pinces 14 maintiennent le boîtier 12 de manière étanche contre la surface externe cylindrique du moule 12 et de manière étanche contre le bouchon 16 et la racine 30 du mandrin 28 Le bouchon 16 scelle par conséquent une extrémité du boîtier 12, et la racine 30 du mandrin 28, ayant l'extrémité ouverte 44 du manchon 42 prise en sandwich entre elle et le boîtier 12,
scelle l'extrémité inférieure du boîtier.
Pour fabriquer un support d'électrode conforme à l'invention, le gabarit 10 est disposé comme représenté dans la figure 1, excepté que les bouchons 16, 24 sont omis et la pince la plus inférieure 14 autour de la racine 30 du mandrin 28 est serrée de manière suffisamment étanche seulement pour empêcher la
poudre de s'échapper vers le bas hors de l'espace 40.
Une poudre appropriée, telle que de l'alumine-B ou B", d'une dimension de particules telle que 80 % en masse de celles-ci sont inférieures à 55 pm en taille, est ensuite chargée dans l'espace 40 entre le manchon 42 et le moule 20, par l'intermédiaire de l'ouverture 22, avec une vibration appropriée pour compacter et consolider ladite poudre Quand l'espace 40 est rempli de poudre, le bouchon 24 est inséré en position, puis le bouchon 16 et, par un serrage final des pinces 14, le boîtier 12 est scellé étroitement contre le
bouchon 16 et la racine 30 du mandrin 28.
De l'eau est ensuite introduite à l'intérieur du manchon 42 par l'intermédiaire du passage 36 et des différents orifices dans le mandrin à une pression appropriée pour un pressage isostatique d'un support d'électrode cru en forme de vis à partir de la couche de poudre, désignée par 46, remplissant l'espace 40 Cette pression peut par exemple être de 235 x 103 k Pa. On notera que les orifices sont distribués sur la surface de la tige 32 et des filets 34 du mandrin 28 pour fournir une couche d'eau sous ladite pression entre le mandrin 28 et le manchon 42, cette eau pressant le manchon vers l'extérieur pour consolider ladite poudre 46 contre les surfaces
intérieures de la cavité du moule 20.
Après le pressage hydrostatique par la pression hydrostatique, la pression d'eau est réduite, permettant au manchon 40 de revenir élastiquement en contact avec le mandrin 28 de telle sorte que le manchon est écarté et séparé du produit ouvré cru
formé à partir de la poudre 46.
A ce stade, après enlèvement des pinces 14 et en particulier de la pince 14 la plus inférieure, le mandrin 28 peut être dévissé axialement vers le bas, en même temps que le manchon 42, depuis l'intérieur du support cru Le support cru peut alors être enlevé du gabarit 10 en enlevant les pinces 14 et
en fendant le boîtier 12 et le moule 20.
Le support d'électrode peut ensuite être fritté sous forme d'un produit ouvré polycristallin par chauffage à une température appropriée dans l'air, par exemple conformément à
un programme de chauffage du type décrit dans le brevet US-A-
4 732 741, de manière pratique avec le support se trouvant en position verticale sur une de ses extrémités pour minimiser le contact entre le support et la surface du creuset du four Au contraire, le support cru peut être suspendu dans le creuset du four ou même placé sur une face, conditions dans lesquelles une faible partie de la surface du support cru sera en contact
avec une surface quelconque du creuset.
Une caractéristique particulière du procédé est l'introduction initiale dans l'espace 40 d'une poudre d'alumine-a d'une dimension de particules similaire à celle de l'alumine-B ou B"
pour former une bague d'alumine-a à l'embouchure du support.
Cette bague d'alumine-a sera pressée et frittée ensemble avec l'alumine- B ou B" du support, pour fournir une embouchure pour le support fritté qui est frittée hermétiquement et intégralement avec celui-ci mais est isolante ioniquement et électroniquement. Passant à la figure 2, la construction représentée est similaire à celle de la figure 1 et, sauf indications contraires, les mêmes références numériques se référent aux
mêmes parties.
Les différences entre la figure 2 et la figure 1 sont que le passage 36 et les orifices du mandrin 28 sont omis et, à la place, le moule 20 est muni d'un ou plusieurs passages similaires appropriés et d'une pluralité d'orifices (non représentés) qui peuvent communiquer avec l'extérieur, par exemple par l'intermédiaire d'un ou plusieurs passages
appropriés (également non représentés) dans le bouchon 16.
Dans le cas de la figure 2, le manchon 42, de la même manière que dans la figure 1, est en butée avec, et forme une garniture pour, la surface intérieure en forme de filet de vis du moule 20 et, au lieu d'être fermé à son extrémité supérieure, est ouvert et fait saillie vers l'extérieur à travers l'ouverture 22 en ayant la périphérie de son extrémité supérieure ouverte qui est pincée entre le noyau 16 et le sommet du moule 20, l'embout 24 fermant ladite extrémité supérieure. Dans ce cas, l'espace 40 est entre le manchon 42 et la partie en forme de filet de vis du mandrin 28 Cet espace est rempli de poudre par l'intermédiaire de l'extrémité supérieure ouverte du manchon 42 par vibration et, quand l'espace 40 est rempli jusqu'au niveau représenté dans la figure 2, avec un petit espace ouvert 48 au-dessus de la poudre comme représenté dans la figure 2, le pressage isostatique prend place dans une direction vers l'intérieur par l'intermédiaire des passages et des orifices pour presser le manchon 42 contre la poudre et
pour presser la poudre contre le mandrin 28.
Après le pressage, la pression est réduite, le manchon 42, qui est flexible élastiquement et est formé pour se conformer automatiquement aux surfaces intérieures du moule 20, revient élastiquement en contact avec le moule 20, séparé du support cru Le support cru et le mandrin 28 peuvent alors, ensemble, être dévissés de l'intérieur du moule 20, dans une direction axiale vers le bas, après que les pinces 14 aient été enlevées. Le mandrin 28 peut alors être dévissé du support cru qui est
ensuite cuit comme décrit ci-dessus pour le fritter. Il doit être également noté en regard de la figure 2 que le carter externe
12 peut en fait être omis, pourvu que les portions du moule 20 soient maintenues ensemble fermement
pendant le pressage.
Dans une version mixte des figures 1 et 2, deux manchons peuvent être disposés, garnissant respectivement le mandrin 28 et la surface intérieure du moule 20, la poudre étant chargée dans l'espace 40 qui existe entre lesdits manchons 42 Dans ce cas, après pressage, l'ensemble des manchons reviennent élastiquement séparés du support cru, facilitant le dévissage du mandrin depuis l'intérieur du support cru et le dévissage du support cru du moule 20. Bien qu'un mandrin 28 et un moule 20 non coniques soient représentés dans les figures 1 et 2, il sera apprécié qu'ils peuvent être coniques vers le haut, facilitant de ce fait le
dévissage mentionné ci-dessus.
Dans les figures 3 et 4, on a représenté deux versions de supports conformés conformément au procédé de l'invention, chacun désigné généralement par 50 Chacun d'eux a une tige centrale creuse 52 et un filet continu unique 54 dont les spires sont également creuses Ces supports 50 ont les spires de leurs filets 54 formées par le filet 38 du moule 20 (figures 1 et 2) et ont les intérieurs creux desdites spires qui communiquent avec l'intérieur creux de la tige 52, formé par le filet 34 du mandrin 28 (figures 1 et 2) Les extrémités supérieures des supports 50 sont fermées en 56, et elles ont à leurs extrémités inférieures des colliers en alumine-a 58 formés d'une seule pièce avec le reste de ceux-ci, lequel reste est en alumine-B ou B" Si cela est désiré, les extrémités inférieures des supports 50 peuvent être munies de prolongements tubulaires en alumine-B, aux extrémités inférieures desquelles sont disposés les colliers inférieurs 58 Les prolongements sont représentés par des lignes en pointillé en 60 dans les figures 3 et 4 On notera à ce sujet que, pendant le pressage tel que représenté dans la figure 2, le manchon 42 est pressé dans l'espace 48 au-dessus de la poudre entourant le sommet du mandrin 28, au-dessous du noyau 24 pour fournir une extrémité supérieure fermée pour le
support cru.
C'est un avantage de l'invention de fournir un procédé simple et utilisable facilement et un appareil pour presser les supports d'électrode crus du type en question Ces supports d'électrode, après frittage, sont typiquement utilisés pour contenir une électrode d'un élément accumulateur ayant une anode de sodium fondu, l'anode étant soit disposée dans l'intérieur du support avec la cathode hors de celui-ci, ou vice-versa. On pense que, quand il y a un faible vide entre les ailettes ou spires du filet 54, comme représenté dans la figure 3, l'anode de sodium est disposée dans l'intérieur du support avec une cathode appropriée autour de l'extérieur du support entourant le filet 54 et remplissant les espaces entre les ailettes ou spires du filet 54 Cependant, quand il y a un plus grand vide entre les ailettes ou spires du filet 54 comme représenté dans la figure 4, on pense que le sodium de l'anode sera à l'extérieur du support 50 avec le matériau de la cathode à l'intérieur de la tige creuse 52, et remplissant les
intérieurs creux des ailettes ou spires du filet 54.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1 Un procédé de fabrication d'un support d'électrolyte solide pour une électrode pour un élément accumulateur électrochimique, le procédé comprenant les étapes de: formation d'une couche d'un matériau particulaire comprenant un électrolyte solide ou un précurseur de celui-ci autour d'un mandrin; pressage isostatique de la couche du matériau particulaire pour former le support à l'état cru; enlèvement du mandrin dans une direction axiale par rapport au support cru; et frittage du support cru pour obtenir le support sous la forme d'un produit ouvré unitaire d'électrolyte solide en céramique polycrystalline, Procédé caractérisé en ce que le mandrin est muni d'un filet de vis externe de telle sorte que le support à l'état cru est pressé pour avoir des filets de vis internes formés par les filets du mandrin, et le mandrin est enlevé du support cru en
le dévissant celui-ci axialement.
2 Un procédé tel que revendiqué dans la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau particulaire est une poudre et la poudre est pressée isostatiquement contre le mandrin au moyen d'un manchon flexible entourant le mandrin et la couche
de poudre.
3 Un procédé tel que revendiqué dans la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon est enfermé dans un moule, le manchon étant flexible élastiquement et, avant le pressage, formant une garniture du moule, la poudre étant chargée dans un espace entre le manchon et le mandrin pour former la couche de poudre, le pressage s'effectuant au moyen d'un fluide introduit dans le moule à l'extérieur du manchon, et la pression de fluide étant réduite après le pressage pour permettre au manchon de revenir elastiquement séparé du support cru pour former une garniture pour le moule, après quoi le mandrin et le support cru sont respectivement dévissé
du support et enlevé du moule.
4 Un procédé tel que revendiqué dans la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau particulaire est une poudre et la poudre est pressée isostatiquement vers l'extérieur à l'écartement du mandrin contre un moule enfermant la couche de poudre, au moyen d'un manchon flexible entourant le mandrin et
disposé entre le mandrin et la couche de poudre.
5 Un procédé tel que revendiqué dans la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon est flexible élastiquement et, avant le pressage, forme une garniture pour le mandrin, la poudre étant chargée dans un espace entre le mandrin et le moule pour former la couche de poudre, le pressage s'effectuant par du fluide introduit dans le manchon, entre le manchon et le mandrin, et la pression de fluide étant réduite après le pressage pour permettre au manchon élastique de revenir élastiquement séparé du support cru, pour former une garniture pour le mandrin, après quoi le mandrin et le support
cru sont respectivement dévissé du support et enlevé du moule.
6 Un procédé tel que revendiqué dans la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau particulaire est une poudre et le mandrin et la couche de poudre sont entourés par un manchon externe flexible disposé dans un moule, et un manchon flexible interne est disposé entre le mandrin et la couche de poudre, la couche de poudre étant simultanément pressée vers l'intérieur par le manchon externe par du fluide introduit dans le moule à l'extérieur du manchon, et étant pressée vers l'extérieur à l'écartement du mandrin par le manchon interne par du fluide introduit dans le manchon interne, entre le
manchon interne et le mandrin.
7 Un procédé tel que revendiqué dans la revendication 6, caractérisé en ce que chaque manchon est élastiquement flexible, les manchons interne et externe, avant le pressage, garnissant respectivement le mandrin et le moule, la poudre étant introduite dans un espace entre les manchons pour former la couche de poudre et les pressions de fluide respectivement dans le manchon interne et entre le moule et le manchon interne étant réduites après le pressage pour permettre aux manchons interne et externe respectivement de revenir élastiquement pour garnir le mandrin et le moule, après quoi le mandrin et le support cru sont respectivement dévissé du
support et enlevé du moule.
8 Un procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des
revendications 3, 5 et 7,
caractérisé en ce que le moule comporte un filet de vis interne, l'enlèvement du support du moule se faisant par dévissage du support dans une direction axiale depuis le moule. 9 Un appareil ( 10) destiné à être utilisé dans le procédé de la revendication 1, l'appareil comprenant un mandrin ( 28); et un manchon flexible ( 42), le mandrin pouvant être reçu dans le manchon pour fournir un espace annulaire ( 40) autour du mandrin pour recevoir un matériau particulaire ( 46) devant être pressé isostatiquement par le manchon, caractérisé en ce que le mandrin comporte un filet de vis
externe ( 34).
10 Un appareil tel que revendiqué dans la revendication 9, caractérisé en ce qu'il inclut un moule ( 20) dans lequel le mandrin peut être reçu avec le manchon entre le mandrin et le moule et avec ledit espace défini dans l'intérieur du moule entre le moule et le mandrin, le moule et le mandrin formant respectivement les parois radiales interne et externe de l'espace. 11 Un appareil tel que revendiqué dans la revendication 10, caractérisé en ce que le moule comporte un filet de vis
interne ( 38).
12 Un appareil tel que revendiqué dans la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que le manchon est flexible élastiquement
et forme une garniture pour l'une desdites parois de l'espace.
13 Un appareil tel que revendiqué dans la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend deux desdits manchons, formant respectivement des garnitures pour lesdites parois
interne et externe de l'espace.
14 Un appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des
revendications 10 à 13,
caractérisé en ce que le moule est un moule fendu.
Un appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des
revendications 10 à 13,
caractérisé en ce que le moule a un intérieur qui est conique axialement. 16 Un appareil tel que revendiqué dans l'une quelconque des
revendications 9 à 15,
caractérisé en ce que le mandrin est conique axialement.
17 Un support d'électrolyte solide pour supporter une électrode d'un élément accumulateur, caractérisé en ce qu'il est fabriqué conformément au procédé
de la revendication 1.
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