FR2714767A1 - Procédé de fabrication d'un précurseur d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable, élément accumulateur résultant et collecteur de courant pour la mise en Óoeuvre de ce procédé. - Google Patents

Abstract

1. Procédé de fabrication d'un précurseur d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée (10), élément du type comprenant un carter (12) contenant une anode et une cathode, le carter (12) ayant un intérieur divisé, par un séparateur (16) en électrolyte solide, étant un support d'électrodes creux, vertical en fonctionnement, défini en section transversale par une pluralité de nervures ou lobes en saillie radialement vers l'extérieur et espacés périphériquement, caractérisé en ce qu'il comprend l'insertion, dans une première configuration de non utilisation, du collecteur de courant (32) dans l'intérieur du support d'électrodes (16) et ensuite la mise en extension ou le relâchement en extension d'au moins une partie du collecteur de courant (32) dans au moins un des lobes du support d'électrodes (16) de telle sorte qu'il occupe une seconde configuration de fonctionnement.

Description

Procédé de fabrication d'un précurseur d'un élément accumulateur

électrochimique rechargeable, élément accumulateur résultant et collecteur de courant pour la mise

en oeuvre de ce procédé.

L'invention concerne le domaine des éléments accumulateurs lectrochimiques rechargeables à température élevée. Elle concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'un précurseur d'un tel élément accumulateur, l'élément accumulateur ainsi obtenu et un collecteur de courant pour la

mise en oeuvre de ce procédé.

Selon un premier aspect de l'invention, on propose en procédé de fabrication d'un précurseur d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée, élément du type comprenant un carter contenant une anode et une cathode, le carter ayant un intérieur divisé, par un séparateur en électrolyte solide, en un compartiment d'anode et un compartiment de cathode contenant respectivement l'anode et la cathode, l'anode comprenant, lorsque l'élément accumulateur est à l'état chargé et à sa température de fonctionnement, du sodium fondu, le séparateur comprenant un conducteur des ions sodium et la cathode comprenant, à ladite température de fonctionnement et audit état chargé, une matrice poreuse électroniquement conductrice perméable à l'électrolyte ayant un intérieur poreux imprégné d'un électrolyte en sel fondu de chlorure de sodium-aluminium qui est fondu et dans lequel le rapport atomique cations Al: cations Na ne dépasse pas 1:1, avec la matrice contenant, disposé dans son intérieur poreux, un matériau de cathode active comprenant au moins un chlorure métallique choisi dans le groupe constitué par les chlorures de nickel, de fer, de chrome, de cobalt, de manganèse, de cuivre et d'antimoine, le carter étant sous la forme d'un récipient métallique et le séparateur étant un support d'électrodes creux, vertical en fonctionnement, défini en section transversale par une pluralité de nervures ou lobes en saillie radialement vers l'extérieur et espacés périphériquement, ladite section transversale étant normale à l'axe longitudinal dudit carter, avec l'extrémité, inférieure en fonctionnement, du support d'électrodes qui est fermée hermétiquement et le support d'électrodes qui est fermée hermétiquement et le support d'électrodes ayant à son extrémité supérieure en fonctionnement, une fermeture ayant une ouverture plus petite que sa dimension en section transversale, avec un collecteur métallique de courant qui est disposé dans ledit support d'électrodes, procédé caractérisé en ce qu'il comprend l'insertion, dans une première configuration de non utilisation, du collecteur de courant à l'intérieur du support d'électrodes à travers l'ouverture de sa fermeture d'extrémité supérieure et ensuite la mise en extension ou le relâchement en extension d'au moins une partie du collecteur de courant dans au moins un des lobes du support d'électrodes de telle sorte qu'il occupe une seconde configuration de fonctionnement dans laquelle il a une forme à section transversale plus grande que l'ouverture dans la fermeture

d'extrémité supérieure du support d'électrodes.

Selon une forme de mise en oeuvre du procédé de l'invention, le récipient métallique a une symétrie tétragonale, le séparateur étant cruciforme ou en forme de feuille de trèfle en section transversale de telle sorte qu'il présente quatre lobes espacés périphériquement du même angle, le procédé comprenant le logement de parties du collecteur de courant dans chacun des lobes du support d'électrodes sur le collecteur de courant en position de fonctionnement, lesdites parties du collecteur de courant étant en forme d'ailettes ou de bandes en saillie vers l'extérieur depuis un organe central. Dans ce cas, on prévoit de préférence que les ailettes ou bandes sont rappelées vers une configuration déployée de telle manière que l'insertion du collecteur de courant à l'intérieur du support d'électrodes est effectuée en pliant les ailettes ou bandes à leur configuration de non fonctionnement, contre l'action d'une force de rappel, afin de leur permettre de passer à travers l'ouverture de la fermeture du support d'électrodes, après quoi la force de rappel force les ailettes ou bandes jusqu'à leur

configuration de fonctionnement.

On peut prévoir, au contraire ou en outre, que les ailettes ou bandes sont forcées jusqu'à leur configuration de fonctionnement en disposant des éléments expansibles adjacents à chacune des ailettes ou bandes, en actionnant lesdits éléments de manière à les faire s'étendre et forcer les ailettes ou bandes jusqu'à leur configuration de fonctionnement, en désactivant lesdits éléments pour les faire se contracter et en enlevant les éléments contractés hors du support d'électrodes. Ces éléments peuvent être gonflables pneumatiquement et leur mise en place peut être effectuée simultanément à l'insertion du collecteur de courant dans le support d'électrodes ou bien après insertion du collecteur de courant et pendant qu'il est encore dans sa

position de non fonctionnement.

Selon une autre forme de mise en oeuvre, les ailettes ou bandes, dans leur position de non fonctionnement, s'étendent en direction axiale, la longueur des ailettes ou bandes étant supérieure à la longueur du support d'électrodes, les ailettes ou bandes pouvant être déplacées latéralement de telle manière que, lors de l'insertion du collecteur de courant dans l'ouverture de la fermeture du support d'électrodes, les électrodes ou bandes sont déplacées latéralement à l'intérieur des lobes avec leurs extrémités distales en prise dans l'autre extrémité du support d'électrodes. Le procédé peut naturellement comprendre des étapes telles que, avant l'insertion du collecteur de courant à l'intérieur du support d'électrodes, le logement du support d'électrode dans le carter et, après l'insertion du collecteur de courant à l'intérieur du support d'électrodes, le logement de la matrice, soit avant soit après son imprégnation par

l'électrolyte, à l'intérieur du compartiment de cathode.

L'invention s'étend également à un précurseur d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température

élevée fabriqué par le procédé qui vient d'être décrit.

L'invention concerne en outre selon un deuxième aspect, un procédé de fabrication d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée, caractérisé en ce qu'on soumet un tel précurseur à au moins un cycle de charge et/ou de décharge de manière à former un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée. L'invention s'étend également à un élément accumulateur électrochimique rechargeable à

température élevée fabriqué par ce procédé.

Le carter de l'élément accumulateur peut, si on le désire, être un compartiment tétragonal ou un carter collectif plus grand comprenant au moins deux compartiments tétragonaux ayant au moins une paroi commune. L'ouverture dans la

fermeture du séparateur peut être circulaire.

La cathode peut être logée à l'intérieur du support d'électrodes à séparateur en électrolyte solide. La surface latérale d'anode du séparateur peut être recouverte d'un moyen à effet de mêche pour absorber du sodium fondu sur ladite surface. Ce moyen à effet de mèche peut être sous forme d'un revêtement en maille, en gaze ou en feutre métallique, par exemple en acier inoxydable, en contact avec la surface du séparateur ou étroitement espacée de cette surface. Selon la forme exacte du séparateur, la dimension de l'ouverture circulaire dans la fermeture du support d'électrodes et d'autres facteurs de construction, les ailettes ou bandes en forme d'extensions radiales peuvent s'étendre d'une certaine distance à l'intérieur des lobes du spérateur et peuvent même reposer contre la paroi du séparateur après extension totale. Ainsi, dans la configuration de non extension ou repliée, comme représenté, les ailettes ou bandes peuvent se superposer les unes, les

autres pendant le passage à travers l'ouverture.

Selon un troisième aspect de l'invention, on fournit un collecteur de courant pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un précurseur décrit précédemment, collecteur de courant caractérisé en ce qu'il comprend un organe métallique central et au moins une ailette ou bande métallique en saillie transversalement à partir dudit organe, dans une première position de non fonctionnement dans laquelle le collecteur de courant peut être inséré à travers une ouverture dans une fermeture à une extrémité d'un support d'électrodes creux d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée, la ou lesdites ailettes ou bandes étant extensibles depuis ladite première position de non fonctionnement dans laquelle la ou les ailettes ou bandes font saillie d'une plus grande distance par rapport audit

organe lorsque le collecteur de courant est vu d'extrémité.

Selon une forme de réalisation de ce collecteur, on prévoit qu'il comprend quatre desdites ailettes ou bandes espacées circonférentiellement de manière équidistante, ledit organe formant un pilier central et ledit collecteur de courant étant en forme de X lorsqu'il est vu d'extrémité, avec les

ailettes ou bandes dans leur configuration de fonctionnement.

Ainsi, le pilier sera logé dans le centre du compartiment de cathode, les ailettes ou bandes représentant les bras du X. Selon une forme de construction avantageuse, le collecteur de courant est formé par une paire de tôles métalliques, chaque feuille étant conformée pour définir une paire d'ailettes ou bandes en saillie respectivement depuis des côtes opposés d'une zone centrale, les deux tôles étant assemblées le long de leurs zones centrales, les ailettes ou bandes en saillie étant extensibles depuis la configuration de non utilisation dans laquelle le collecteur de courant peut être introduit à travers l'ouverture à une extrémité du support d'électrode creux de l'élément accumulateur jusqu'à une configuration d'utilisation dans laquelle elles font saillie depuis les zones centrales et dans laquelle le collecteur de courant est en forme de X en section transversale lorsqu'il est vu

d'extrémité.

Les zones centrales des tôles métalliques ainsi assemblées en forme de X peuvent être renforcées, par exemple par soudage de bandes, tiges, fils ou autres profilés métalliques additionnels qui peuvent également, en utilisation, s'étendre dans l'espace au-dessus de la section en forme de X du collecteur de courant pour une connexion à une borne de l'élément accumulateur. Au contraire, le renforcement peut être fait par repliage des tôles pour former des couches dans les zones centrales, lesquelles couches peuvent être réunies

par soudage par points ou toute autre méthode appropriée.

Pour diverses raisons telles qu'une économie de poids et pour faciliter le remplissage de matière active et l'écoulement de l'électrolyte, il peut être utile de munir les ailettes, ou bandes, d'ouvertures ou bien de fabriquer les ailettes ou bandes à partir de feuillard de métal perforé ou de feuillard

de métal déployé.

Les ailettes ou bandes peuvent avoir des fentes radiales. Les fentes permettent à des sections élastiques de se déplier immédiatement après passage à travers l'ouverture ou des parties plus étroites du séparateur. Selon une forme de réalisation du collecteur de courant, on prévoit qu'il comprend un élément expansif disposé adjacent, de manière à pouvoir être enlevé, de chacune des ailettes ou bandes, les éléments pouvant être actionnés pour les faire s'expanser et forcer les ailettes ou bandes jusqu'à leur configuration de fonctionnement et pouvant être relâchés pour

les faire se contracter.

Selon une variante du collecteur de courant de l'invention, l'organe métallique de support est formé par un pilier central métallique et les ailettes ou bandes sont constituées de poils métalliques flexibles en saillie par rapport audit pilier central et écartés circonférentiellement autour de lui. Les poils peuvent saillir sensiblement du pilier et

peuvent être formés de fils métalliques forts entrelacés.

Selon encore une variante du collecteur de courant selon l'invention, l'organe métallique central est annulaire et la ou les ailettes ou bandes comprennent au moins un composant métallique primaire mobile latéralement en saillie depuis ledit organe dans une direction axiale. Le collecteur de courant a ainsi une forme tubulaire ou de panier, sans pilier central. Les composants métalliques peuvent comprendre des bandes, des fils, des mailles ou un grillage métalliques, une partie au moins des composants étant largement libres de s'étendre ou d'être déplacés de côté, dans une direction latérale, à l'intérieur des lobes du séparateur lors de l'insertion du collecteur de courant dans un support d'électrodes comme

décrit précédemment.

On peut, en conséquence, prévoir que l'organe métallique central a la forme d'un socle annulaire et les composants métalliques primaires écartées circonférentiellement les unes des autres. De préférence, le collecteur de courant comprend dans ce cas une pluralité de bandes métalliques d'écartement en saillie depuis le socle annulaire dans la direction axiale et logées respectivement entre les bandes métalliques primaire, les bandes d'écartement étant plus courtes que les

bandes primaires.

Selon une forme d'exécution, les bandes primaires sont disposées par paires opposées, les extrémités distales de chaque paire de bandes étant reliées par un organe de pontage métallique de telle sorte que les paires opposées de bandes primaires sont en forme de U en vue latérale du collecteur de courant. Naturellement, le domaine de l'invention s'étend à l'utilisation d'aides de positionnement et de moyens pour aligner le collecteur de courant avec les lobes du séparateur

avant ou après insertion dedans.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description

suivante d'exemples de réalisation, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale et coupe d'un élément accumulateur selon l'invention, dans la direction de la ligne I-I de la figure 2, et ayant un collecteur de courant selon un premier exemple de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue en plan et coupe de l'élément accumulateur de la figure 1, dans la direction de la ligne II-II de la figure 1, avant l'insertion de la masse cathodique active dans le séparateur et avec le collecteur de courant dans sa configuration de non fonctionnement ou non étendue, la figure 3 est une vue en plan et coupe d'un élément accumulateur similaire à celui de la figure 2, avec le collecteur de courant en configuration de non fonctionnement, l'élément étant doté de moyens de déplacement mécaniques adjacents au collecteur de courant, la figure 4 est une vue en plan et coupe d'une double ailette d'un collecteur de courant, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, en configuration de non fonctionnement, la figure 5 est une vue en plan et coupe d'un collecteur de courant selon un troisième mode de réalisation de l'invention et comprenant deux ailettes doubles, en position de son fonctionnement, la figure 6 est une vue en plan et coupe d'un collecteur de courant selon un quatrième mode de réalisation de l'invention et comprenant quatre tiges dans le centre, en position de non fonctionnement, la figure 7 représente, en élévation latérale, un collecteur de courant selon un cinquième mode de réalisation de l'invention et composé d'une bague et de bandes métalliques jointes, la figure 8 représente, en vue en plan, un collecteur de courant selon un sixième mode de réalisation de l'invention et composé d'une bague et de bandes métalliques jointes, en configuration de non fonctionnement et la figure 9 représente, en vue en plan, le collecteur de courant de la figure 8, en configuration de fonctionnement ou

étendue, dans un élément accumulateur.

Dans le dessin, des composants similaires sont dotés des

mêmes références numériques.

Aux figures 1 et 2, la référence numérique 10 indique d'une manière générale un élément accumulateur électrochimique de puissance rechargeable à température élevée conforme à l'invention. L'élément accumulateur 10 comprend un carter en acier doux ayant la forme d'un récipient 12 qui est allongé dans une direction verticale et est sensiblement carré en section transversale. L'élément accumulateur 10 a un séparateur tubulaire 16 en alumine 6" disposé centralement dans l'intérieur du carter 12. Le séparateur 16 a une extrémité inférieure fermée et une extrémité supérieure

ouverte et est décrit plus en détail ci-dessous.

Le récipient 12 a des parois latérales 18 et une extrémité inférieure munie d'un panneau de plancher carré 20 soudé aux bords inférieurs des parois 18, le panneau 20 formant, avec les bords inférieurs des parois 18, une base 21 pour supporter l'élément électrochimique en position verticale sur une surface de support horizontale plane 22 faisant face à la

surface de support 21, comme représenté à la figure 1.

L'extrémité inférieure fermée du séparateur 16 est espacée du panneau de plancher 20. L'extrémité supérieure du récipient 12 est fermée par une fermeture supérieure carrée ayant la forme d'un panneau de fermeture 24 en acier doux, soudé aux bords supérieurs des parois 18. Le panneau de fermeture 24 a une ouverture centrale dedans, rendue étanche par un matériau électroniquement isolant sous forme d'une bague étanche 26 en alumine a, de forme plus ou moins carrée en vue en plan, la

bague 26 ayant une surface supérieure plan liée par thermo-

compression à la surface inférieure du panneau 24, à la périphérie de l'ouverture centrale dans le panneau 24. La bague 26 a une ouverture centrale circulaire traversante 27, concentrique à une ouverture centrale circulaire 28 dans une

collerette annulaire 29 en nickel reliée par thermo-

compression à la bague isolante 26 en alumine a.

Une borne cathodique 35 en acier nickelé est emboîtée dans l'ouverture 28 de la collerette au moyen d'un disque 34 il faisant partie de la borne. Le disque 34 a un bord replié 25 concentrique à un bord replié de la collerette 29 et soudé à emboîtement sur celui-ci. Le disque 34 est également soudé, selon un premier mode de réalisation de l'invention, à un collecteur de courant 32 qui s'étend dans la partie

inférieure du séparateur comme décrit plus en détail ci-

après. L'extrémité supérieure ouverte du séparateur 16 est vitrifiée dans un rabat 30 prévu à cet effet dans la surface inférieure

de la bague 26.

L'intérieur du séparateur 16 contient une cathode formée par une matrice poreuse en nickel 36 en mélange intime avec une masse cathodique active de chlorure de nickel et imprégnée par un électrolyte fondu en NaAlC14 constitué d'un mélange sensiblement équimolaire de NaCl et de AlC13. Cet électrolyte fondu remplit les pores accessibles de la cathode et s'étend dans l'espace au-dessus de cette cathode. Le collecteur de

courant 32 est enrobé dans la matrice 36.

Le carter 12, à l'extérieur du séparateur 16, contient une anode en sodium qui comme l'électrolyte en chlorure de sodium-aluminium, est fondu à la température de fonctionnement de l'élément accumulateur. La surface extérieure du séparateur 16 est revêtue d'une gaze à mailles métallique pour absorber du sodium fondu 38 sur cette surface et le récipient 12, qui forme un collecteur de courant

anodique, est muni d'une borne anodique 44.

Le séparateur 16 est cruciforme en section transversale, c'est-à-dire en contour en plan, comme représenté à la figure 2. Le séparateur 26 a donc quatre lobes 46 qui sont espacés régulièrement circonférentiellement de 90 les uns des autres et sont alignés respectivement avec les coins 14 du récipient 12. Chaque lobe 46 du séparateur contient un lobe 47 de la

matrice 36 de la cathode.

Le collecteur de courant 32 comprend un pilier central 33 et quatre extensions ou ailettes 43 en acier élastique nickelé, représentées repliées à l'intérieur de l'ouverture 28 pendant l'insertion dans l'élément accumulateur, c'est-à-dire dans leur configuration de non fonctionnement. Après insertion complète du collecteur de courant 32 à travers les ouvertures 28 et 27, les ailettes 43 se déplient pour s'étendre dans les espaces définis par les lobes 46 en s'alignant sensiblement vers le sommet de chaque lobe, dans une configuration de fonctionnement. En d'autres termes, les ailettes 43 sont rappelées vers leur configuration de fonctionnement et, pour permettre l'insertion dans le séparateur 16, sont pliées contre une force de rappel. Après insertion, la force de rappel les force à leur configuration de fonctionnement. Ceci est suivi par un remplissage de l'espace cathodique avec la masse active positive et l'électrolyte fondu et par un soudage du pilier 33 du collecteur de courant au disque de borne 34 qui est à son tour soudé à la collerette 29 le long

de son bord.

La figure 3 représente la même disposition qu'à la figure 2, avec des moyens de déplacement mécanique ajoutés sous la forme d'éléments expansibles pour étendre ou déplier les ailettes. Les moyens de déplacement comprennent quatre tubes gonflables en caoutchouc 50 qui s'étendent parallèlement au pilier 33 et sont insérés soit en même temps que le collecteur de courant 32 soit après positionnement de ce dernier. Dans le cas d'une insertion simultanée, les moyens de déplacement peuvent être utilisés comme outil de maintien et de positionnement pour le collecteur de courant 32. Le gonflement des tubes en caoutchouc 50 après avoir poussé en position le collecteur de courant 32 plié à travers les ouvertures 28, 27 forcera les ailettes 43 du collecteur de

courant à l'intérieur des espaces de lobes du séparateur.

Après avoir logé les ailettes dans leurs espaces de lobes respectifs, les tubes en caoutchouc seront dégonflés et

rétractés à travers les ouvertures précédentes.

La figure 4 représente, en contour en plan, une double ailette 51 d'un collecteur de courant selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention. La double ailette 51 comprend une bande unique d'acier nickelé pliée dans des directions opposées et formant un angle d'environ 90 le long d'un sommet de courbure 58 coupant la bande sur sa longueur c'est-à-dire le long d'une zone centrale et l'axe de symétrie quadruple de l'élément accumulateur et son séparateur. Une bande métallique angulaire de renfort 53 du matériau du collecteur de courant est soudée de long de ladite section d'environ 90 sur son côté distal ou faisant face à l'extérieur. La figure 5 représente, en contour vu en plan, un collecteur de courant selon un quatrième exemple de réalisation de l'invention qui est constitué par deux doubles ailettes 51 et 52 ayant des renforts 54 soudés au côté proximal ou intérieur du collecteur de courant le long du sommet de courbure 58, c'est-à-dire aux zones centrales, aux deux doubles ailettes et entre eux, pour former un collecteur de courant unitaire unique avec des ailettes extensibles. Ainsi, le collecteur de courant n'a pas de pilier central 33 mais a un pilier central formé par le soudage des deux renforts angulaires 54 l'un à l'autre. Les renforts 54 peuvent au contraire être des bandes bien plus étroites, gainant simplement la région pliée ou de sommet 58 et ils peuvent s'étendre jusqu'au-dessus des ailettes pour former un pilier collecteur de courant soudé au disque de borne. En variante, un dessin analogue peut être réalisé avec les renforts 54 soudés sur les côtés faisant

face vers l'extérieur, comme représenté à la figure 4.

La figure 6 représente, en contour vue en plan, un collecteur de courant selon un quatrième mode de réalisation de l'invention et constitué de deux doubles ailettes 51, 52 réunies par soudage de quatre tiges 58 aux ailettes pour

former un pilier central menant à la borne.

La figure 7 représente, en vue schématique en élévation latérale, un collecteur de courant selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, ayant une bague de socle tronconique 68 avec quatre ailettes primaires 55 longues et flexibles, dont seulement trois sont représentées, et quatre ailettes courtes d'écartement 56, dont seulement deux sont représentées, soudées à la bague 68. Les ailettes s'étendent en direction axiale. Les ailettes sont écartées circonférentiellement pour former un panier qui peut être inséré à travers les ouvertures 28 et 27. Les ailettes primaires 55 s'étendent latéralement dans les lobes du séparateur, après un positionnement approprié du panier, en étant déplacées latéralement jusque dans les lobes avec leurs extrémités distales qui viennent en prise avec l'extrémité

fermée du séparateur.

La figure 8 représente, en vue en plan de dessus et en configuration de non fonctionnement, un collecteur de courant selon un sixième mode de réalisation de l'invention. Le collecteur de courant est constitué d'une bague de socle conique 68, de deux bandes longues primaires 55 en acier nickelé élastique ou flexible, soudées en forme de croix aux deux extrémités à la bague de socle 68 pour former deux boucles en U et quatre bandes d'écartement 56 plus courtes soudées à la bague à leurs extrémités supérieures. Les bandes longues 55 sont forcées pour faire face aux lobes et pour se détendre dans les lobes latéralement lorsqu'elles sont poussées en position avec l'extrémité inférieure des boucles

en U reposant contre le fond du séparateur.

La figure 9 représente le collecteur de courant de la figure 8 en position de fonctionnement ou étendue, avec les bandes longues 55 étendues sur les côtés dans les espaces de lobe du

séparateur. Les ouvertures 28, 27 ne sont pas représentées.

La bague de socle 68 est ensuite emboîtée dans la collerette 29 (non représentée) de l'anneau en nickel de telle manière que les bords sont alignés, les matériaux pour les espaces cathodiques sont introduits dans le séparateur et le disque de borne 34 est emboîté dans la bague de socle 68 et soudé à la fois à la collerette 29 de la bague en nickel et à la

bague de socle 68 le long de son bord 25.

Dans tous les exemples ci-dessus, des détails de la construction des bornes ont été omis. Il doit cependant être noté qu'il est connu dans la technique de munir la borne d'un tube de remplissage pour l'introduction de réactifs et d'électrolyte et d'utiliser ce tube de remplissage comme pilier de borne après fermeture. La présente invention inclut donc l'utilisation d'une telle borne pour la connexion avec

les collecteurs de courant décrits ci-dessus.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'un précurseur d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée (10), élément du type comprenant un carter (12) contenant une anode et une cathode, le carter (12) ayant un intérieur divisé, par un séparateur (16) en électrolyte solide, en un compartiment d'anode et un compartiment de cathode contenant respectivement l'anode et la cathode, l'anode comprenant, lorsque l'élément accumulateur est à l'état chargé et à sa température de fonctionnement, du sodium fondu, le séparateur (16) comprenant un conducteur des ions sodium et la cathode comprenant, à ladite température de fonctionnement et audit état chargé, une matrice poreuse (36) électroniquement conductrice perméable à l'électrolyte ayant un intérieur poreux imprégné d'un électrolyte en sel fondu de chlorure de sodium-aluminium qui est fondu et dans lequel le rapport atomique cations A1: cations Na ne dépasse pas 1:1, avec la matrice contenant, disposé dans son intérieur poreux, un matériau de cathode active comprenant au moins un chlorure métallique choisi dans le groupe constitué par les chlorures de nickel, de fer, de chrome, de cobalt, de manganèse, de cuivre et d'antimoine, le carter (12) étant sous la forme d'un récipient métallique et le séparateur (16) étant un support d'électrodes creux, vertical en fonctionnement, défini en section transversale par une pluralité de nervures ou lobes (46) en saillie radialement vers l'extérieur et espacés périphériquement, ladite section transversale étant normale à l'axe longitudinal dudit carter, avec l'extrémité, inférieure en fonctionnement, du support d'électrodes qui est fermée hermétiquement et le support d'électrodes qui est fermée hermétiquement et le support d'électrodes (16) ayant à son extrémité supérieure en fonctionnement, une fermeture (24, 26, 29) ayant une ouverture (27, 28) plus petite que sa dimension en section transversale, avec un collecteur métallique de courant (32) qui est disposé dans ledit support d'électrodes, procédé caractérisé en ce qu'il comprend l'insertion, dans une première configuration de non utilisation, du collecteur de courant (32) dans l'intérieur du support d'électrodes (16) à travers l'ouverture (27, 28) de sa fermeture (24, 26, 29) d'extrémité supérieure et ensuite la mise en extension ou le relâchement en extension d'au moins une partie du collecteur de courant (32) dans au moins un des lobes (46) du support d'électrodes (16) de telle sorte qu'il occupe une seconde configuration de fonctionnement dans laquelle il a une forme à section transversale plus grande que l'ouverture (27, 28) dans la fermeture (24, 26, 29) d'extrémité supérieure du

support d'électrodes (16).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter est un récipient métallique (12) qui a une symétrie tétragonale, le séparateur (16) est cruciforme ou en forme de feuille de trèfle en section transversale de telle sorte qu'il présente quatre lobes (46) espacés périphériquement du même angle, le procédé comprenant le logement de parties du collecteur de courant (32) dans chacun des lobes (46) du support d'électrodes (16) sur le collecteur de courant (32) en position de fonctionnement, lesdites parties du collecteur de courant (32) étant en forme d'ailettes ou de bandes (43, 51, 52, 53, 56) en saillie vers

l'extérieur depuis un organe central (33, 68).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) sont rappelées vers une configuration déployée de telle manière que l'insertion du collecteur de courant (32) à l'intérieur du support d'électrodes (16) est effectuée en pliant les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) à leur configuration de non fonctionnement, contre l'action d'une force de rappel, afin de leur permettre de passer à travers l'ouverture (27, 28) de la fermeture (24, 26, 29) du support d'électrodes (16), après quoi la force de rappel force les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) jusqu'à leur

configuration de fonctionnement.

4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3,

caractérisé en ce que les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) sont forcées jusqu'à leur configuration de fonctionnement en disposant des éléments expansibles (50) adjacents à chacune des ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56), en actionnant lesdits éléments (50) de manière à les faire s'étendre et forcer les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) jusqu'à leur configuration de fonctionnement, en désactivant lesdits éléments (50) pour les faire se contracter et en enlevant les éléments (50) contractés hors

du support d'électrodes (16).

5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56), dans leur position de non fonctionnement, s'étendent en direction axiale, la longueur des ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) étant supérieure à la longueur du support d'électrodes (16), les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) pouvant être déplacées latéralement de telle manière que, lors de l'insertion du collecteur de courant (32) dans l'ouverture (27, 28) de la fermeture (24, 26, 29) du support d'électrodes (16), les électrodes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) sont déplacées latéralement à l'intérieur des lobes (46) avec leurs extrémités distales en prise dans l'autre

extrémité du support d'électrodes (16).

6. Précurseur d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par le procédé selon

l'une quelconque des revendications 1 à 5.

7. Procédé de fabrication d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée, caractérisé en ce qu'on soumet un précurseur selon la revendication 6 à au moins un cycle de charge et/ou de décharge de manière à former un élément accumulateur

électrochimique rechargeable à température élevée.

8. Elément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par le procédé selon la revendication 7.

9. Collecteur de courant pour la mise en oeuvre du procédé de

fabrication d'un précurseur selon l'une des revendications 1

à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un organe métallique central (33, 68) et au moins une ailette ou bande métallique (43, 51, 52, 55, 56) en saillie transversalement à partir dudit organe (33, 68), dans une première position de non fonctionnement dans laquelle le collecteur de courant (32) peut être inséré à travers une ouverture (27, 28) dans une fermeture (24, 26, 29) à une extrémité d'un support d'électrodes (16) creux d'un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée (10), la ou lesdites ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) étant extensibles depuis ladite première position de non fonctionnement dans laquelle la ou les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) font saillie d'une plus grande distance par rapport audit organe (33, 68)

lorsque le collecteur de courant (32) est vu d'extrémité.

10. Collecteur de courant selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend quatre desdites ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) espacées circonférentiellement de manière équidistante, ledit organe (33, 68) formant un pilier central et ledit collecteur de courant (32) étant en forme de X lorsqu'il est vu d'extrémité, avec les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) dans leur configuration de fonctionnement, les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56)

étant forcées jusqu'à leur configuration de fonctionnement.

11. Collecteur de courant selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est formé par une paire de tôles métalliques (54), chaque feuille étant conformée pour définir une paire d'ailettes ou bandes en saillie respectivement depuis des côtes opposés d'une zone centrale, les deux tôles

étant assemblées le long de leurs zones centrales.

12. Collecteur de courant selon l'une des revendications 9 à

11, caractérisé en ce que les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55,

56) sont munies de fentes radiales.

13. Collecteur de courant selon l'une des revendications 9 à

12, caractérisé en ce qu'il comprend un élément expansif (50) disposé adjacent, de manière à pouvoir être enlevé, de chacune des ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56), les éléments (50) pouvant être actionnés pour les faire s'expanser et forcer les ailettes ou bandes (43, 51, 52, 55, 56) jusqu'à leur configuration de fonctionnement et pouvant

être relâchés pour les faire se contracter.

14. Collecteur de courant selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe métallique de support est formé par un pilier central métalliques et les ailettes ou bandes sont constituées de poils métalliques flexibles en saillie par rapport audit pilier central et écartés

circonférentiellement autour de lui.

15. Collecteur de courant selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe métallique central (68) est annulaire et la ou les ailettes ou bandes (55, 56) comprenent au moins un composant métallique primaire mobile latéralement en saillie depuis ledit organe (68) dans une direction axiale.

16. Collecteur de courant selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'organe métallique central a la forme d'un socle annulaire (68) et les composants métalliques primaires ont la forme de bandes métalliques primaires (55)

écartées circonférentiellement les unes des autres.

17. Collecteur de courant selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de bandes métalliques d'écartement (56) en saillie depuis le socle annulaire (68) dans la direction axiale et logées respectivement entre les bandes métalliques primaires (55), les bandes d'écartement (56) étant plus courtes que les

bandes primaires (55).

18. Collecteur de courant selon l'une des revendications 16

et 17, caractérisé en ce que les bandes primaires (55) sont disposées par paires opposées, les extrémités distales de chaque paire de bandes (55) étant reliées par un organe de pontage métallique de telle sorte que les paires opposées de bandes primaires (55) sont en forme de U en vue latérale du

collecteur de courant (32).