FR2700639A1 - Electric storage battery fitted with advanced sealing means. - Google Patents
Electric storage battery fitted with advanced sealing means. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2700639A1 FR2700639A1 FR9300588A FR9300588A FR2700639A1 FR 2700639 A1 FR2700639 A1 FR 2700639A1 FR 9300588 A FR9300588 A FR 9300588A FR 9300588 A FR9300588 A FR 9300588A FR 2700639 A1 FR2700639 A1 FR 2700639A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- elements
- frames
- battery according
- battery
- frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 9
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 9
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 claims description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 2
- 229910014103 Na-S Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910014147 Na—S Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910003307 Ni-Cd Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N [Na].[S] Chemical compound [Na].[S] BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
- H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Elle comprend a) des moyens pour serrer les uns contre les autres des éléments d'accumulateur (4, 5, 6, 7, 8) au droit des cadres (9i ) de ces éléments et b) des moyens (12, 13; 18, 19) pour assurer une concentration de contraintes de pression dues au serrage des éléments entre chaque cadre et une feuille métallique (5) adjacente, sur des surfaces en regard se développant sur un contour fermé sensiblement parallèle à celui de la feuille métallique, les contraintes étant telles qu'en tout point desdites surfaces il y ait écrasement de l'une sur l'autre avec formation d'un joint étanche vis-à-vis des produits contenus dans les éléments d'accumulateur.It comprises a) means for clamping the accumulator elements (4, 5, 6, 7, 8) against each other in line with the frames (9i) of these elements and b) means (12, 13; 18) , 19) to ensure a concentration of pressure stresses due to the clamping of the elements between each frame and an adjacent metal sheet (5), on facing surfaces developing on a closed contour substantially parallel to that of the metal sheet, the stresses being such that at any point of said surfaces there is crushing of one on the other with formation of a tight seal vis-à-vis the products contained in the accumulator elements.
Description
La présente invention est relative à une batterie d'accumulateurs électriques et, plus particulièrement, à une telle batterie comprenant des moyens d'étanchement d'un empilage d'éléments d'accumulateur plats bipolaires, électriquement connectés en série, chaque élément de la pile étant délimité par deux feuilles métalliques parallèles maintenues écartées l'une de l'autre par un cadre de contour fermé suivant celui des feuilles de manière que deux cadres adjacents de la pile pincent une feuille métallique suivant ledit contour. The present invention relates to a battery of electric accumulators and, more particularly, to such a battery comprising means for sealing a stack of flat bipolar accumulator elements, electrically connected in series, each element of the battery. being delimited by two parallel metallic sheets kept apart from each other by a closed outline frame along that of the sheets so that two adjacent frames of the stack pinch a metallic sheet along said outline.
On décrit une batterie de ce type dans la demande de brevet français No. 92 09232 déposée le 27 juillet 1992 par la demanderesse. Comme représenté schématiquement en demicoupe à la figure 1 du dessin annexé, une telle batterie comprend au moins une pile d'éléments d'accumulateur lî, 12, 13 etc... et des éléments de radiateur 21,22, etc... A battery of this type is described in French patent application No. 92 09232 filed on July 27, 1992 by the applicant. As shown schematically in half section in Figure 1 of the accompanying drawing, such a battery comprises at least one stack of accumulator elements lî, 12, 13 etc ... and radiator elements 21,22, etc ...
Les éléments d'accumulateur sont identiques et du type bipolaire basé sur le couple nickel-cadmium par exemple. The accumulator elements are identical and of the bipolar type based on the nickel-cadmium couple for example.
Chaque élément comprend alors, comme l'élément 14, deux feuilles métalliques en nickel 4,5 garnies respectivement d'une couche 6 d'hydroxyde de nickel sur un support en mousse de nickel, imprégnée d'un électrolyte à base de potasse par exemple, et d'une couche 7 d'oxyde de cadmium sur un support en mousse de nickel, également imprégnée d'électrolyte, ces deux couches étant séparées par un feutre 8 imprégné lui aussi d'électrolyte. Les deux feuilles métalliques sont maintenues espacées l'une par rapport à l'autre par un cadre 9 en un matériau électriquement isolant, à contour carré ou rectangulaire de manière à délimiter, entre ces feuilles et à l'intérieur du cadre, un espace fermé recevant les couches 6,7 et 8 décrites cidessus. C'est ainsi que chaque feuille de la pile est pincée au voisinage de son contour par deux cadres adjacents.On pourra se référer à la demande de brevet français précitée pour plus de détail concernant la batterie décrite cidessus.Each element then comprises, like element 14, two metallic sheets of nickel 4.5 furnished respectively with a layer 6 of nickel hydroxide on a support of nickel foam, impregnated with an electrolyte based on potassium hydroxide for example , and a layer 7 of cadmium oxide on a nickel foam support, also impregnated with electrolyte, these two layers being separated by a felt 8 also impregnated with electrolyte. The two metal sheets are kept spaced apart from each other by a frame 9 made of an electrically insulating material, with a square or rectangular outline so as to delimit, between these sheets and inside the frame, a closed space receiving the layers 6,7 and 8 described above. This is how each sheet of the stack is pinched in the vicinity of its contour by two adjacent frames. We can refer to the aforementioned French patent application for more details concerning the battery described above.
Il est nécessaire que les liaisons entre chaque cadre et les feuilles métalliques adjacentes soient étanches et électriquement isolantes. Il faut en effet empêcher l'électrolyte liquide de s'échapper de chaque élément. En outre, lors de la charge d'une telle batterie, il y a génération de gaz et notamment d'oxygène gazeux résultant de la dissociation de l'électrolyte. Un espace de rétention 10 est ménagé entre les couches 6,7,8 d'une part et le cadre d'autre part, pour accueillir cet oxygène gazeux. Celui-ci doit impérativement rester dans la batterie d'accumulateurs car il est nécessaire à la reconstitution de l'électrolyte pendant la décharge de la batterie. Cette rétention est d'autant plus délicate que l'oxygène gazeux est responsable, pendant la charge, d'une augmentation de la pression interne dans les éléments de la batterie. The connections between each frame and the adjacent metal sheets must be waterproof and electrically insulating. It is indeed necessary to prevent the liquid electrolyte from escaping from each element. In addition, when charging such a battery, there is generation of gas and in particular gaseous oxygen resulting from the dissociation of the electrolyte. A retention space 10 is provided between the layers 6,7,8 on the one hand and the frame on the other hand, to receive this gaseous oxygen. This must imperatively remain in the storage battery because it is necessary for the reconstitution of the electrolyte during the discharge of the battery. This retention is all the more delicate since the gaseous oxygen is responsible, during charging, for an increase in the internal pressure in the elements of the battery.
On comprend donc que l'étanchement de la batterie est un impératif dû à la nécessité de retenir dans la batterie à la fois l'électrolyte liquide et l'oxygène gazeux. Une fuite de l'un ou l'autre aurait pour conséquence soit une diminution de la capacité de charge de la batterie soit une réduction du nombre de cycles de charge/décharge et, subsidiairement une éventuelle pollution de l'environnement. It is therefore understood that sealing the battery is an imperative due to the need to retain in the battery both the liquid electrolyte and the gaseous oxygen. Leakage of one or the other would result in either a decrease in the charge capacity of the battery or a reduction in the number of charge / discharge cycles and, in the alternative, possible pollution of the environment.
L'étanchement de la batterie aux liquides et gaz implique une parfaite liaison cadre/feuille dans l'empilement d'éléments constituant la batterie.The sealing of the battery to liquids and gases implies a perfect frame / sheet connection in the stack of elements constituting the battery.
La présente invention a donc pour but de réaliser une telle batterie qui soit équipée de moyens assurant sa parfaite étanchéité, y compris lors de sa montée en pression pendant les phases de charge de cette batterie. The present invention therefore aims to achieve such a battery which is equipped with means ensuring its perfect seal, including during its rise in pressure during the charging phases of this battery.
On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec une batterie remarquable en ce qu'elle comprend a) des moyens pour serrer les uns contre les autres les éléments d'accumulateur de la pile au droit des cadres et b) des moyens pour assurer une concentration de contraintes de pression dues au serrage des éléments de la pile, entre chaque cadre et une feuille métallique adjacente, sur des surfaces en regard se développant sur un contour fermé sensiblement parallèle à celui de la feuille métallique, les contraintes étant telles qu'en tout point desdites surfaces il y ait écrasement de l'une sur l'autre avec formation d'un joint continu étanche vis-à-vis des produits contenus dans les éléments d'accumulateur. This object of the invention is achieved, as well as others which will appear on reading the description which follows, with a battery remarkable in that it comprises a) means for clamping the elements d against each other. accumulator of the battery in line with the frames and b) means for ensuring a concentration of pressure stresses due to the tightening of the elements of the stack, between each frame and an adjacent metal sheet, on facing surfaces developing on a contour closed substantially parallel to that of the metal sheet, the constraints being such that at any point of said surfaces there is crushing of one on the other with the formation of a continuous tight seal vis-à-vis the products contained in the accumulator elements.
On constitue ainsi un joint empêchant toute fuite de liquide ou de gaz d'un élément d'accumulateur vers l'extérieur de la batterie. On assure alors la constance de la quantité d'électrolyte introduite dans chaque élément et donc le maintien de ses performances électriques (capacité, recyclabilité). On empêche également tout transfert d'électrolyte entre éléments adjacents au niveau des cadres ce qui prévient tout court-circuit électrique à ce niveau. A seal is thus formed preventing any leakage of liquid or gas from an accumulator element towards the outside of the battery. This ensures the consistency of the amount of electrolyte introduced into each element and therefore the maintenance of its electrical performance (capacity, recyclability). Any transfer of electrolyte between adjacent elements at the level of the frames is also prevented, which prevents any electrical short circuit at this level.
Suivant un mode de réalisation préféré de la présente invention, l'une desdites surfaces en regard de deux cadres adjacents est sensiblement plane alors que l'autre prend la forme d'au moins une nervure. According to a preferred embodiment of the present invention, one of said surfaces facing two adjacent frames is substantially planar while the other takes the form of at least one rib.
Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens pour assurer une concentration de contraintes entre deux cadres adjacents comprennent une nervure et une rainure formées en regard sur deux cadres adjacents suivant un contour fermé, la feuille métallique présentant, au niveau de cette nervure et de cette rainure, une déformation préalable établissant une pluralité de surfaces de pincement de ladite feuille entre la nervure et la rainure sous l'action des moyens de serrage de la pile d'éléments. According to another embodiment of the invention, the means for ensuring a concentration of stresses between two adjacent frames comprise a rib and a groove formed facing each other on two adjacent frames along a closed contour, the metal sheet having, at this level rib and this groove, a prior deformation establishing a plurality of gripping surfaces of said sheet between the rib and the groove under the action of the clamping means of the stack of elements.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel
- la figure 1 est une demi-vue en coupe d'une batterie d'accumulateurs bipolaires décrite en préambule de la présente description et propre à être perfectionnée par la présente invention,
- la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation de la présente invention,
- la figure 3 est une vue agrandie d'un détail de la figure 2, et
- la figure 4 est une vue en coupe partielle d'un autre mode de réalisation, préféré, de la présente invention.Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the description which follows and on examining the appended drawing in which
FIG. 1 is a half-view in section of a bipolar storage battery described in the preamble to the present description and suitable for being improved by the present invention,
FIG. 2 is a partial sectional view of an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an enlarged view of a detail of FIG. 2, and
- Figure 4 is a partial sectional view of another preferred embodiment of the present invention.
Sur les figures 2 à 4, des références numériques identiques à des références utilisées sur la figure 1 repèrent des éléments ou organes identiques ou analogues. In FIGS. 2 to 4, reference numbers identical to the references used in FIG. 1 identify identical or similar elements or members.
C'est ainsi que sur la vue en coupe partielle d'un mode de réalisation de la batterie suivant l'invention représentée à la figure 2, on retrouve le cadre 9i d'un élément d'accumulateur li (i référant l'élément courant de la pile d'éléments contenus dans la batterie). De part et d'autre du cadre 9i on retrouve les deux feuilles métalliques 4 et 5 entre lesquelles sont disposées les couches 6,7 et 8 décrites en liaison avec la figure 1, pour constituer les deux électrodes (positive et négative) de l'élément.Des tirants repérés 31,32 sur cette dernière figure permettent de serrer les éléments de la pile les uns contre les autres, entre deux plaques d'extrémité telles que 11 présentant chacune une borne 11' pour la collecte du courant électrique fourni par la batterie. Thus in the partial sectional view of an embodiment of the battery according to the invention shown in Figure 2, there is the frame 9i of an accumulator element li (i referring to the current element of the stack of elements contained in the battery). On either side of the frame 9i there are the two metal sheets 4 and 5 between which the layers 6, 7 and 8 are arranged, described in connection with FIG. 1, to constitute the two electrodes (positive and negative) of the tie rods marked 31.32 in this latter figure make it possible to clamp the elements of the stack against each other, between two end plates such as 11 each having a terminal 11 ′ for collecting the electric current supplied by the drums.
Chacune des feuilles métalliques 4,5 est sensiblement carrée et présente, parallèlement et au voisinage de son contour, une ligne de déformation représentée en plus de détail à la figure 3 qui est un agrandissement de la partie entourée d'un cercle C sur la figure 2. Cette ligne de déformation se développe ainsi sur un contour carré et présente, en coupe transversale, une section 5' en V ou en triangle. Elle est disposée sur la feuille 5, par exemple, de manière à se placer entre une rainure 12 à section rectangulaire se développant suivant le même contour sur une face du cadre 9i placée en regard d'une face du cadre adjacent 9i+1 sur laquelle se développe une nervure 13 de largeur et de contour sensiblement conformes à ceux de la rainure. Each of the metal sheets 4,5 is substantially square and has, in parallel and in the vicinity of its contour, a line of deformation shown in more detail in FIG. 3 which is an enlargement of the part surrounded by a circle C in the figure. 2. This deformation line thus develops on a square contour and has, in cross section, a 5 'V or triangle section. It is arranged on the sheet 5, for example, so as to be placed between a groove 12 of rectangular section developing along the same contour on a face of the frame 9i placed opposite a face of the adjacent frame 9i + 1 on which develops a rib 13 of width and contour substantially conforming to those of the groove.
Une batterie suivant la figure 3 est assemblée comme suit. Les feuilles métalliques, garnies des matériaux appropriés pour les constituer en électrodes négatives ou positives des éléments d'accumulateur de la batterie, sont empilées avec les cadres 9i intercalaires. Pendant cette opération, les lignes de déformation 5' des feuilles viennent en face des rainures 12 et nervures 13 des cadres adjacents. Le serrage des éléments de la pile qui est ensuite opéré force les cadres les uns contre les autres et ceux-ci viennent pincer les feuilles métalliques interposées entre deux cadres adjacents. A battery according to Figure 3 is assembled as follows. The metal sheets, lined with suitable materials to constitute them into negative or positive electrodes of the accumulator elements of the battery, are stacked with the intermediate frames 9i. During this operation, the deformation lines 5 ′ of the sheets come in front of the grooves 12 and ribs 13 of the adjacent frames. The clamping of the elements of the stack which is then operated forces the frames against each other and these come to pinch the metal sheets interposed between two adjacent frames.
Ceux-ci peuvent être constitués par un cadre en métal léger enrobé de matière plastique ou même entièrement en matière plastique, choisie de manière à présenter une dureté inférieure à celle de la feuille métallique (en nickel, par exemple) de manière que, sous l'effet des contraintes concentrées sur les arêtes de la rainure 12 et de la nervure 13 (voir figure 3), ces arêtes s'écrasent sur la feuille 5 en s'étalant sur celle-ci suivant des surfaces en méplat 14,14' constituant, de chaque côté de la feuille métallique, un double joint étanche s'opposant à tout passage d'électrolyte ou de gaz vers l'extérieur de la batterie. These may consist of a light metal frame coated with plastic material or even entirely of plastic material, chosen so as to have a hardness lower than that of the metal foil (in nickel, for example) so that, under the effect of the stresses concentrated on the edges of the groove 12 and of the rib 13 (see FIG. 3), these edges are crushed on the sheet 5 by spreading thereon along flat surfaces 14, 14 'constituting , on each side of the metal sheet, a double waterproof seal opposing any passage of electrolyte or gas to the outside of the battery.
En variante du mode de réalisation des figures 2 et 3, on pourrait intervertir les duretés superficielles des cadres et des feuilles métalliques en choisissant convenablement les matériaux utilisés pour les constituer. As a variant of the embodiment of FIGS. 2 and 3, the surface hardnesses of the frames and of the metal sheets could be reversed by suitably choosing the materials used to constitute them.
C'est alors la feuille métallique qui subit des déformations, élastiques ou permanentes, au niveau de ses contacts avec les arêtes des nervures et rainures des cadres adjacents.It is then the metal sheet which undergoes deformations, elastic or permanent, at the level of its contacts with the edges of the ribs and grooves of the adjacent frames.
On a représenté à la figure 4 un autre mode de réalisation de la batterie suivant l'invention, préféré car il se prête à une fabrication industrielle peu coûteuse. Les cadres 9i représentés sont munis, sur une face, de lignes de pions 15 régulièrement distribués sur leurs quatre côtés. FIG. 4 shows another embodiment of the battery according to the invention, preferred because it lends itself to inexpensive industrial manufacture. The frames 9i shown are provided on one side with lines of pins 15 regularly distributed on their four sides.
Les feuilles 4,5 sont percées de lignes de trous complémentaires des pions qui passent dans ceux-ci pour maintenir avantageusement chaque feuille tendue sur son cadre. Les feuilles participent en outre à la tenue mécanique des cadres, qui pourraient autrement se déformer quand la pression interne dans la batterie s'accroît. On évite ainsi toute déformation en tonneau de la batterie ainsi que tout foisonnement de la pile d'éléments d'accumulateur.The sheets 4,5 are pierced with lines of holes complementary to the pins which pass through them to advantageously keep each sheet stretched over its frame. The sheets also participate in the mechanical strength of the frames, which could otherwise deform when the internal pressure in the battery increases. This avoids any barrel deformation of the battery as well as any expansion of the stack of accumulator cells.
Des évidements 16 complémentaires des pions 15 sont creusés sur la face du cadre qui est en regard du cadre adjacent pour que ces pions puissent pénétrer dans ces évidements quand les cadres sont empilés et serrés les uns contre les autres, de manière à pincer les bords des feuilles métalliques. Recesses 16 complementary to the pins 15 are hollowed out on the face of the frame which is opposite the adjacent frame so that these pins can enter these recesses when the frames are stacked and tightened against each other, so as to pinch the edges of the metal sheets.
Suivant la présente invention, de la face du cadre qui est creusée d'évidements 16 débordent une ou plusieurs nervures continues, de section triangulaire par exemple, qui suivent un contour fermé parallèle à celui du cadre. Sur la figure 4, on a représenté deux telles nervures 18,19 sur le cadre 9i+1 de part et d'autre des rangées d'évidements 16. According to the present invention, from the face of the frame which is hollowed out with recesses 16 project one or more continuous ribs, of triangular section for example, which follow a closed contour parallel to that of the frame. In FIG. 4, two such ribs 18,19 are shown on the frame 9i + 1 on either side of the rows of recesses 16.
Il est clair cependant que le nombre, la forme et la position de ces lignes pourraient être choisis différemment par l'homme de métier, en tant que de besoin.It is clear, however, that the number, shape and position of these lines could be chosen differently by those skilled in the art, as necessary.
Quand les cadres sont serrés les uns contre les autres, il y a concentration de contraintes sur les nervures 18,19. When the frames are tight against each other, there is concentration of stresses on the ribs 18,19.
Celles-ci, formées d'une pièce avec le cadre en une matière plastique de dureté inférieure à celle de la feuille métallique contre laquelle elles sont pressées, s 'écrasent alors sur celle-ci comme on l'a expliqué précédemment en liaison avec la figure 3, pour constituer ainsi des joints étanches. La matière des nervures 18,19 peut même refluer dans le cadre comme représenté en 18',19' sur le cadre 9i.These, formed in one piece with the frame of a plastic material of lower hardness than that of the metal sheet against which they are pressed, then crash on it as has been explained previously in connection with the Figure 3, to thus form tight seals. The material of the ribs 18,19 can even flow back into the frame as shown in 18 ', 19' on the frame 9i.
La déformation alors imprimée aux nervures peut être réversible (dans le domaine élastique) ou permanente (dans le domaine plastique).The deformation then imprinted on the ribs can be reversible (in the elastic domain) or permanent (in the plastic domain).
En variante, les cadres pourraient être constitués en un métal léger de bonne tenue mécanique pour résister au flambage, ces cadres étant enrobés de matière plastique. En variante encore, l'enrobage de matière plastique pourrait être remplacé par une feuille de matière plastique convenablement nervurée, doublant la surface du cadre là où s'opère l'écrasement. As a variant, the frames could be made of a light metal with good mechanical strength to resist buckling, these frames being coated with plastic. In another variant, the plastic coating could be replaced by a suitably ribbed plastic sheet, doubling the surface of the frame where the crushing takes place.
On peut aussi empiler les cadres de manière que deux cadres adjacents présentent des duretés différentes permettant à l'un de s'enfoncer dans l'autre lors du serrage des cadres, pour parfaire l'étanchéité des éléments. We can also stack the frames so that two adjacent frames have different hardnesses allowing one to sink into the other when tightening the frames, to complete the sealing of the elements.
En variante encore du mode de réalisation de la figure 4, des nervures pourraient être formées sur la feuille métallique de manière à s'enfoncer dans le cadre lors du serrage des éléments de la batterie. De même, la feuille métallique pourrait être formée dans un métal plus mou que le cadre pour que les nervures 18,19 s'enfoncent alors dans cette feuille, sans la percer cependant. In another variant of the embodiment of FIG. 4, ribs could be formed on the metal sheet so as to sink into the frame when the elements of the battery are tightened. Likewise, the metal sheet could be formed in a softer metal than the frame so that the ribs 18, 19 then sink into this sheet, without however piercing it.
Comme représenté aussi sur la figure 4, l'étanchéité établie par l'écrasement des nervures 18,19 peut être renforcée par l'emboîtement d'une nervure 20 et d'une rainure 21 complémentaires disposées plus près du contour extérieur des cadres que les nervures 18,19, là où il reste de la place sur les surfaces en regard des cadres pour prévoir de tels moyens. As also shown in Figure 4, the seal established by the crushing of the ribs 18,19 can be reinforced by the interlocking of a rib 20 and a groove 21 complementary arranged closer to the outer contour of the frames than the ribs 18,19, where there is room on the surfaces facing the frames to provide such means.
Grâce à l'invention, on a pu ainsi assurer l'étanchéité d'une batterie constituée d'une pile d'éléments accumulateurs dans lesquels la pression varie couramment de
O à 3 bars relatifs suivant l'état de charge de la batterie, l'étanchéité étant encore conservée à 3 bars et 80 C. A titre d'exemple de matériaux convenant pour réaliser les cadres, on peut citer l'ABS, le polypropylène, le polytétrafluoroéthylène, le polysulfone, le choix devant tenir compte des caractéristiques chimiques (compatibilité avec l'électrolyte et les matières actives) et électriques (isolement entre éléments au niveau des cadres) du matériau.Thanks to the invention, it has thus been possible to ensure the tightness of a battery consisting of a stack of accumulator elements in which the pressure commonly varies from
0 to 3 relative bars depending on the state of charge of the battery, the seal being still kept at 3 bars and 80 C. As an example of materials suitable for making the frames, mention may be made of ABS, polypropylene , polytetrafluoroethylene, polysulfone, the choice having to take into account the chemical (compatibility with electrolyte and active ingredients) and electrical (isolation between elements at the level of the frames) characteristics of the material.
La force de serrage des éléments les uns contre les autres est de préférence ajustée de manière à autoriser un desserrage de ceux-ci en cas de surpression, desserrage qui détruit l'étanchéité établie suivant ltinvention mais qui peut éviter une explosion de la batterie. On notera encore, à cet égard, que des perçages des feuilles métalliques peuvent être prévus, au niveau des espaces 10, pour assurer un équilibrage des pressions dans l'ensemble des éléments d'accumulateur ainsi mis en communication, de manière à prévenir l'apparition de tensions mécaniques différentielles dans la batterie, propres elles aussi à l'endommager. The clamping force of the elements against each other is preferably adjusted so as to allow them to be loosened in the event of overpressure, loosening which destroys the seal established according to the invention but which can avoid an explosion of the battery. It will also be noted, in this regard, that holes in the metal sheets can be provided, at the level of the spaces 10, to ensure a balancing of the pressures in all of the accumulator elements thus placed in communication, so as to prevent appearance of differential mechanical voltages in the battery, which are also liable to damage it.
Les moyens d'étanchement suivant la présente invention présentent de nombreux avantages. Ils sont compatibles avec la faible épaisseur d'un élément d'accumulateur, typiquement de l'ordre de 2 à 3 mm. Ils s'adaptent parfaitement à une fabrication industrielle à faible coût d'une batterie constituée d'une pile de tels éléments tout en présentant de bonnes performances en matière d'étanchement, c'est-à-dire une constante de temps élevée. The sealing means according to the present invention have numerous advantages. They are compatible with the small thickness of an accumulator element, typically of the order of 2 to 3 mm. They are perfectly suited to low-cost industrial manufacture of a battery consisting of a stack of such elements while having good sealing performance, that is to say a high time constant.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Ainsi, l'invention n'est pas limitée à une batterie formée d'éléments d'accumulateur du type nickelcadmium et s'étend à des batteries d'autres types tels que plomb-acide, sodium-soufre, etc ... Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. Thus, the invention is not limited to a battery formed of accumulator elements of the nickelcadmium type and extends to batteries of other types such as lead-acid, sodium-sulfur, etc.
Claims (11)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9300588A FR2700639B1 (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Electric storage battery fitted with advanced sealing means. |
| PCT/FR1994/000072 WO1994017563A1 (en) | 1993-01-21 | 1994-01-21 | Electric accumulator battery provided with improved sealing means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9300588A FR2700639B1 (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Electric storage battery fitted with advanced sealing means. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2700639A1 true FR2700639A1 (en) | 1994-07-22 |
| FR2700639B1 FR2700639B1 (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=9443251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9300588A Expired - Fee Related FR2700639B1 (en) | 1993-01-21 | 1993-01-21 | Electric storage battery fitted with advanced sealing means. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2700639B1 (en) |
| WO (1) | WO1994017563A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997024778A1 (en) * | 1995-12-28 | 1997-07-10 | National Power Plc | Method for the fabrication of electrochemical cells |
| WO2004084237A2 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Ird A/S | Interlocking isolator for fuel cells |
| EP1577966A2 (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-21 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Accumulator device |
| WO2006119289A2 (en) * | 2005-05-03 | 2006-11-09 | Randy Ogg | Bi-polar rechargeable electrochemical battery |
| WO2010063367A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Daimler Ag | Individual cell for a battery and method for producing an individual cell |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPS076502A0 (en) | 2002-02-26 | 2002-03-21 | Ceramic Fuel Cells Limited | A fuel cell gas separator plate |
| WO2003007403A1 (en) | 2001-07-13 | 2003-01-23 | Ceramic Fuel Cells Limited | A fuel cell gas separator plate |
| SE520007C8 (en) | 2001-09-19 | 2006-05-16 | Nilar Europ Ab | A bipolar battery, a method of manufacturing a bipolar battery and car plate composition |
| CA2703145A1 (en) | 2007-10-26 | 2009-04-30 | G4 Synergetics, Inc. | Dish shaped and pressure equalizing electrodes for electrochemical batteries |
| CN105047956A (en) | 2009-01-27 | 2015-11-11 | G4协同学公司 | Variable volume containment for energy storage devices |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE646549C (en) * | 1935-09-04 | 1937-06-23 | I G Farbenindustrie Akt Ges | Accumulator with bipolar electrodes |
| GB1212086A (en) * | 1967-02-01 | 1970-11-11 | Gulf General Atomic Inc | Improvements in or relating to electrodes for electrochemical cells |
| US3717505A (en) * | 1970-06-25 | 1973-02-20 | Gulf Oil Corp | Electrochemical cell stack |
| FR2276704A1 (en) * | 1974-06-27 | 1976-01-23 | Accumulateurs Fixes | Electric battery - modules with conductive and liquid proof separators between positive and negative materials |
| GB2047743A (en) * | 1979-04-20 | 1980-12-03 | Svenska Utvecklings Ab | Electrode package for electrochemical cell |
| FR2539251A1 (en) * | 1983-01-07 | 1984-07-13 | Sonval Sa | PRIMARY BATTERY WATERPROOF |
| GB2160704A (en) * | 1984-06-20 | 1985-12-24 | Energiforskning Lab | Electrode for a primary or secondary battery |
| EP0330849A2 (en) * | 1988-02-01 | 1989-09-06 | Eltech Systems Corporation | Bipolar, filter-press, consumable metal anode battery |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1506278A (en) * | 1924-08-26 | sturges |
-
1993
- 1993-01-21 FR FR9300588A patent/FR2700639B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-01-21 WO PCT/FR1994/000072 patent/WO1994017563A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE646549C (en) * | 1935-09-04 | 1937-06-23 | I G Farbenindustrie Akt Ges | Accumulator with bipolar electrodes |
| GB1212086A (en) * | 1967-02-01 | 1970-11-11 | Gulf General Atomic Inc | Improvements in or relating to electrodes for electrochemical cells |
| US3717505A (en) * | 1970-06-25 | 1973-02-20 | Gulf Oil Corp | Electrochemical cell stack |
| FR2276704A1 (en) * | 1974-06-27 | 1976-01-23 | Accumulateurs Fixes | Electric battery - modules with conductive and liquid proof separators between positive and negative materials |
| GB2047743A (en) * | 1979-04-20 | 1980-12-03 | Svenska Utvecklings Ab | Electrode package for electrochemical cell |
| FR2539251A1 (en) * | 1983-01-07 | 1984-07-13 | Sonval Sa | PRIMARY BATTERY WATERPROOF |
| GB2160704A (en) * | 1984-06-20 | 1985-12-24 | Energiforskning Lab | Electrode for a primary or secondary battery |
| EP0330849A2 (en) * | 1988-02-01 | 1989-09-06 | Eltech Systems Corporation | Bipolar, filter-press, consumable metal anode battery |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997024778A1 (en) * | 1995-12-28 | 1997-07-10 | National Power Plc | Method for the fabrication of electrochemical cells |
| US6086643A (en) * | 1995-12-28 | 2000-07-11 | National Power Plc | Method for the fabrication of electrochemical cells |
| WO2004084237A2 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Ird A/S | Interlocking isolator for fuel cells |
| WO2004084237A3 (en) * | 2003-03-19 | 2005-08-04 | Ird As | Interlocking isolator for fuel cells |
| EP1577966A2 (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-21 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Accumulator device |
| EP1577966A3 (en) * | 2004-03-18 | 2011-09-28 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Accumulator device |
| WO2006119289A2 (en) * | 2005-05-03 | 2006-11-09 | Randy Ogg | Bi-polar rechargeable electrochemical battery |
| WO2006119289A3 (en) * | 2005-05-03 | 2007-02-22 | Randy Ogg | Bi-polar rechargeable electrochemical battery |
| EP2273580A3 (en) * | 2005-05-03 | 2011-09-28 | Randy Ogg | Bi-polar rechargeable electrochemical battery |
| WO2010063367A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Daimler Ag | Individual cell for a battery and method for producing an individual cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2700639B1 (en) | 1995-04-07 |
| WO1994017563A1 (en) | 1994-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2073300B1 (en) | Bipolar battery with improved sealing between plates | |
| EP2034539B1 (en) | Battery made up of a plurality of cells positioned and connected to one another without welding | |
| EP0199611B1 (en) | Fuel cell with separating element | |
| EP2583332A1 (en) | Current collector having built-in sealing means, and bipolar battery including such a collector | |
| FR2700639A1 (en) | Electric storage battery fitted with advanced sealing means. | |
| FR2782399A1 (en) | Device and procedure for thermal regulation of items or products contained in an isolated temperature regulation housing, has heat transfer liquid in contact with the products via a flexible deformable thin wall | |
| EP3208866A1 (en) | System to compensate for the swelling of electrochemical elements | |
| EP2093820B1 (en) | Electric connection for current accumulator | |
| EP1604420A1 (en) | Planar fuel cell and method for the production thereof | |
| EP0402265B1 (en) | Sealed lead accumulator battery with bipolar electrodes | |
| FR2718886A1 (en) | Electrical connection system for electrochemical generator. | |
| EP2707920B1 (en) | Fuel cell comprising manifolds having individual injector seals | |
| FR2539917A1 (en) | ELECTROCHEMICAL GENERATOR OF BUTTON TYPE | |
| EP0893838A1 (en) | Flat elementary electrochemical cell,precursor element for such cell and flat accumulator including such cell | |
| EP0231771A1 (en) | Electrode pile structure for a deferred-action cell | |
| EP0522981A1 (en) | Monobloc accumulator battery | |
| EP2909883A1 (en) | Improved fuel cell | |
| EP2729982B1 (en) | Fuel cell plate and fuel cell | |
| WO2019092375A2 (en) | Electrochemical accumulator having a specific bipolar architecture | |
| EP3618157A1 (en) | Stack of redox-flow electrochemical cells with decreased shunt | |
| EP4342018A1 (en) | Electrochemical element for a battery, and corresponding battery | |
| EP1453119B1 (en) | Electrochemical generator with monobloc connector | |
| FR2956522A1 (en) | Fuel cell plate e.g. monopolar plate, assembly, has plates integrated with common frame that is provided with folding line for folding frame to stack two of plates to form part of fuel cell | |
| FR3053842A1 (en) | METAL-ION ELECTROCHEMICAL ACCUMULATOR, HIGH CAPACITY AND FLEXIBILITY ENABLES GREAT CONFORMABILITY | |
| FR3110771A1 (en) | Electrochemical element and corresponding battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| TQ | Partial transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse |