FR2735909A1 - Element accumulateur electrochimique rechargeable a temperature elevee - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un élément accumulateur électrochimique (10) rechargeable à température élevée, comprenant un carter (12) pourvu une pluralité de coins (14); un séparateur (16) d'électrolyte solide séparant l'intérieur du carter (12) en un compartiment d'anode (42) et en un compartiment de cathode (33) et ayant une pluralité de lobes (46), le séparateur (16) étant placé de manière que chaque lobe (46) du séparateur (16) est aligné périphériquement avec un coin (14) en faisant saillie vers celui-ci; au moins un composant d'ancrage (50) ancrant le séparateur (16) par rapport au carter (12) et comprenant une première portion (52) entre une paire de lobes (46) et une seconde portion (54) en saillie depuis la première portion (52) s'engageant sur une surface d'un lobe (46); du sodium en tant que matériau actif d'anode dans le compartiment d'anode (42); et du matériau actif de cathode dans le compartiment de cathode (33). Application aux éléments accumulateurs électrochimiques de stockage d'énergie.

Description

I Elément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée
L'invention concerne un élément accumulateur
électrochimique rechargeable à température élevée.
Selon l'invention, il est proposé un élément accumulateur électrochimique rechargeable à température élevée comprenant: un carter en forme de boîtier ayant une section transversale polygonale de telle sorte qu'il possède une pluralité de coins périphériquement espacés; un séparateur d'électrolyte solide qui est conducteur des ions sodium, séparant l'intérieur du carter en un compartiment d'anode contenant une anode et en un compartiment de cathode contenant une cathode, le séparateur étant tubulaire ou en forme de coupe, ayant une extrémité fermée et une extrémité ouverte et ayant une35 pluralité de nervures ou de lobes faisant saillie radialement vers l'extérieur et espacés périphériquement, correspondant en nombre aux coins du carter, le séparateur étant placé de manière concentrique dans le carter, chaque lobe du séparateur étant aligné périphériquement avec l'un desdits coins du carter en faisant saillie vers celui-ci; au moins un composant d'ancrage ancrant le séparateur en position par rapport au carter, le composant d'ancrage comprenant une première portion traversant un espace entre le carter et le séparateur, entre une paire de lobes du séparateur, et une seconde portion faisant saillie depuis la première portion et s'engageant sur une surface d'un lobe du séparateur; du sodium en tant que matériau actif d'anode dans le compartiment d'anode, l'élément accumulateur ayant une température de fonctionnement à laquelle le sodium est15 fondu; et du matériau actif de cathode dans le compartiment de cathode. Il peut être prévu autant de composants d'ancrage ou cales qu'il y a de lobes de séparateur, la première portion de
chaque composant d'ancrage étant située entre une paire de lobes et la seconde portion de chaque composant s'engageant sur un lobe différent du séparateur. La seconde portion25 d'un composant d'ancrage peut chevaucher la première portion du composant d'ancrage adjacent.
Les composants d'ancrage peuvent s'étendre sur toute la longueur du séparateur. Les première et seconde portions30 des composants d'ancrage peuvent être telles que les secondes portions des composants d'ancrage sont rappelées en contact avec les premières portions des composants d'ancrage adjacents à l'endroit o lesdites secondes portions chevauchent lesdites premières portions.35 Chaque composant d'ancrage peut être formé, par exemple par laminage, à partir d'une feuille de tôle. Ainsi, la première portion peut comprendre un enroulement de la feuille de tôle s'étendant substantiellement sur toute la longueur du séparateur tandis que la seconde portion du composant peut comprendre une bande de tôle en saillie depuis l'enroulement. L'enroulement peut comprendre au moins un tour complet de tôle tandis que la bande peut être formée courbe pour s'adapter sur la surface extérieure du lobe du séparateur. La tôle peut ainsi être mise en forme ou laminée de telle sorte que, en configuration non assemblée, la bande n'est pas rappelée; cependant lorsqu'elle est assemblée dans l'élément accumulateur tel que décrit ci-dessus, la bande est inclinée pour venir en
contact avec l'enroulement du composant d'ancrage adjacent.
Le métal du composant d'ancrage est choisi de telle sorte qu'il est chimiquement et électrochimiquement inerte dans l'environnement anodique tout en étant électriquement conducteur. Les composants d'ancrage peuvent en conséquence être formés à partir de tôles ou d'une feuille d'acier ou
de nickel.
De ce fait, l'élément accumulateur peut être du type dans lequel le compartiment de cathode contient, à la température de fonctionnement de l'élément accumulateur et lorsque l'élément accumulateur est à l'état chargé, un25 électrolyte de sel fondu d'un halogénure d'aluminium et de sodium qui est également fondu à la température de fonctionnement de l'élément accumulateur et a la formule NaAlHal4 o Hal est un halogénure; et une cathode comprenant une matrice poreuse perméable à l'électrolyte30 électroniquement conductrice dans laquelle est dispersée le matériau ou la substance actif de cathode, la matrice étant imprégnée par l'électrolyte fondu. La substance ou le matériau actif de cathode peut avoir la formule THal2 o Hal est l'halogénure de l'électrolyte et T est un métal de35 transition choisi dans le groupe des métaux de transition constitué par Fe, Ni, Co, Cr, Mn et leurs mélanges. Plus spécifiquement, l'élément accumulateur peut être d'un type dans lequel le séparateur est du nasicon, de l'alumine- ou de l'alumine-s" qui sont connus en tant que conducteurs des ions sodium; et Hal est du chlore de telle sorte que l'électrolyte est NaAlC14, l'élément accumulateur ayant comme réaction: charge T + 2 NaCl = 2 Na + TC12 (1) décharge
dans laquelle T est Ni, Fe ou leurs mélanges.
Initialement, l'élément accumulateur peut contenir du sodium dans le compartiment d'anode. Cependant, dans un mode de réalisation de l'invention, aucun sodium n'est présent au départ dans le compartiment d'anode. Cependant, de l'aluminium et/ou du zinc pourront être chargés initialement dans le compartiment de cathode pour former un précurseur d'élément accumulateur ou un élément accumulateur dans un état de surdécharge. En soumettant le précurseur d'élément accumulateur à une charge initiale, l'aluminium et/ou le zinc réagiront ensuite avec le NaCl dans le compartiment de cathode pour produire de l'électrolyte de sel fondu NaAlC14 supplémentaire et pour former du sodium qui passe ensuite, à travers le séparateur, dans le compartiment d'anode. De l'aluminium et/ou du zinc en suffisance seront ensuite prévus de telle sorte que la réaction initiale avec l'aluminium et/ou le zinc, en charge, produit la quantité de sodium initiale de démarrage dans le compartiment d'anode tel que cela est décrit dans la demande de brevet britannique publiée sous
le numéro GB-A-2 191 332 dont la description est par conséquent incorporée ici par référence.
La demande de brevet britannique publiée sous le numéro GB- A-2 191 332 décrit également d'autres caractéristiques et perfectionnements de l'élément accumulateur selon l'invention tels que: la proportion d'ions de métal alcalin et d'ions d'aluminium dans l'électrolyte doit être40 telle que la solubilité de la substance active de cathode dans l'électrolyte fondu est à son minimum ou proche de celui- ci; l'utilisation de Co/CoC12 ou de Ni/NiC12 en tant que substance active de cathode en parallèle avec une cathode de Fe/FeCl2 pour protéger le Fe/FeC12 de la surcharge, dans les cas o l'élément accumulateur de la présente invention a une cathode de Fe/FeC12; l'utilisation d'anions fluorure en tant que dopant dans l'électrolyte de NaAlC14 pour résister à l'augmentation progressive de la résistance interne associée à une itération de cycles soutenue et dont on pense qu'elle intervient du fait de l'empoisonnement des séparateurs d'alumine- par de l'AlCl3 dans l'électrolyte; l'utilisation de chalcogènes tels que des dopants S ou Se dans l'électrolyte liquide et/ou la substance active de cathode pour résister à la réduction progressive de la capacité de cathode lors d'une itération de cycles soutenue dans des cathodes Ni/NiC12, etc. Une couche de particules mouillables par le sodium peut être prévue sur la surface du séparateur qui est en contact avec les composants d'ancrage. De telles particules
favorisent le contact du sodium dans le compartiment d'anode avec le séparateur en assurant un transport efficace du sodium et des électrons vers et depuis la25 surface du séparateur. Les composants d'ancrage augmentent ainsi la capacité d'absorption des particules.
Les particules mouillables par le sodium peuvent être électrochimiquement conductrices de telle sorte qu'elles ne nécessitent pas d'être amorcées avec du sodium. Les diamètres des particules doivent être aussi faibles que
possible dans la mesure o cela améliore leur capacité d'absorption.
Les particules peuvent être fixées au séparateur. Les particules peuvent ainsi être enrobées dans une couche de verre liée au séparateur. La couche de verre peut être composée d'un verre soluble dans l'eau, tel que du silicate de sodium, du polyphosphate de sodium, de l'acide borique ou similaire. Cependant, le polyphosphate de sodium est préféré au vu de son degré élevé de solubilité dans l'eau qui améliore sa liaison au séparateur et de sa température de déshydratation relativement basse qui améliore la formation d'une couche ou d'un revêtement de verre uniforme
et plan sur le séparateur.
Les particules peuvent, par conséquent, être fixées à la surface du séparateur en dissolvant dans de l'eau du verre soluble dans l'eau, en mélangeant les particules avec la solution verre/eau de telle sorte que les particules sont en suspension dedans, en recouvrant le séparateur avec la composition résultante et en séchant le revêtement pour former une couche ou un revêtement de verre sur la surface du séparateur. La proportion de particules par rapport au verre n'est pas critique, pourvu qu'il y ait du verre en suffisance pour donner une adhésion adéquate au séparateur et des particules en suffisance pour donner une20 conductivité adéquate. Le revêtement du séparateur avec la composition peut être effectué par tous moyens appropriés,
par exemple par application à l'aide d'un pinceau sur le séparateur.
Les particules peuvent être des particules de métal ou de carbone mais les particules de carbone sont préférées au vu de leur masse et de leur coût avantageux par rapport à des particules de métal. Le carbone particulaire peut être sous forme de poudre de carbone telle qu'une poudre de graphite30 ou un "noir de lampe" qui est une forme de noir de carbone. Ces deux poudres de carbone ont les degrés désirés de finesse pour une application douce sur le séparateur et une adhérence dessus. Cependant, le noir de lampe est préféré au vu de sa facilité d'application, de ses bonnes35 propriétés d'adhérence et de son fini de revêtement doux. Les noirs de carbone ont généralement des dimensions de particules dans la plage du nanomètre et il est considéré qu'un noir de lampe ayant une dimension de particules moyenne de 50 nanomètres aura une bonne aptitude à
l'absorption lorsqu'il sera mouillé par du sodium.
Le carter peut avoir une base pour supporter l'élément accumulateur dans une position verticale de fonctionnement sur une surface de support supérieure horizontale plate avec l'extrémité inférieure fermée du séparateur. Les coins du carter et, par conséquent, les nervures du séparateur peuvent être espacés de manière équidistante périphériquement ou circonférenciellement. Ainsi, le carter peut être un polygone régulier tel qu'une boite métallique carré ou hexagonal en section transversale, la section transversale permettant à l'élément accumulateur d'être mis en place par emboîtement avec une pluralité d'éléments accumulateurs identiques, le nombre de lobes peut être respectivement de quatre ou six, selon le cas,
régulièrement espacés circonférenciellement.
De préférence, l'élément accumulateur a, à la fois, une cathode sous forme d'une matrice tel que décrit ci-dessus et un carter de section transversale polygonale tel que décrit ci-dessus. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la section transversale du carter est de préférence rectangulaire, par exemple carrée, le séparateur25 étant cruciforme en section transversale horizontale et ayant quatre desdits lobes. L'ensemble des volumes de l'anode et de la cathode peuvent être contenus respectivement dans les compartiments de l'électrode associée de telle sorte qu'il n'y a pas de réservoir30 externe de matériau d'électrode, la capacité de l'anode dans le compartiment d'anode étant adaptée à celle de la cathode dans le compartiment de cathode. En d'autres mots, tout le matériau actif d'anode peut être contenu dans le compartiment d'anode, à l'intérieur du carter, tout le35 matériau actif de cathode étant contenu dans le compartiment de cathode à l'intérieur du carter et le rapport volumique compartiment de cathode: compartiment d'anode étant compris entre 1,8:1 et 2,2:1. Le séparateur peut être sous forme d'un produit oeuvré en céramique polycristalline unitaire frittée, formé à partir d'un électrolyte solide choisi parmi l'alumine- de sodium,
l'alumine-3" de sodium et le nasicon.
La cathode peut être logée à l'extérieur du séparateur, entre le séparateur et le carter, entourant le séparateur, l'anode étant logée à l'intérieur du séparateur. Le séparateur peut ensuite avoir un collecteur de courant d'anode, par exemple sous forme d'un pilier métallique tel qu'un pilier d'acier ou de nickel, en saillie vers le bas vers son intérieur depuis son extrémité supérieure ouverte, jusqu'à une position adjacente et peu écartée de son extrémité inférieure fermée. A la place, l'anode peut être logée à l'extérieur du séparateur, entre le séparateur et le carter et entourant le séparateur, la cathode étant à l'intérieur du séparateur et ayant un collecteur de courant à pilier métallique similaire à partir duquel des extensions optionnelles peuvent s'étendre à l'intérieur de chaque lobe pour améliorer la collecte du courant. On remarquera que l'intérieur du carter est divisé par ledit séparateur en un compartiment d'anode et en un compartiment de cathode, l'un étant à l'intérieur du séparateur et l'autre étant entre le séparateur et le carter. Soit25 l'anode est à l'intérieur du séparateur avec la cathode à l'extérieur du séparateur, soit vice-versa, le rapport volumique compartiment de cathode: compartiment d'anode pouvant, comme indiqué ci-dessus, être compris entre 1,8:1 et 2,2:1, de préférence égal à 2:1.30 Le séparateur peut être sous forme d'une compression frittée, fabriqué d'une manière similaire à des tubes de séparateur classiques de section transversale circulaire, par compression d'une couche de poudre sur un mandrin, par35 exemple par compression isostatique, la poudre étant un électrolyte solide ou un de ses précurseurs qui est converti en électrolyte solide par frittage, le mandrin étant enlevé après pressage pour laisser le séparateur vert et le séparateur vert étant fritté pour produire le séparateur sous forme d'un produit oeuvré de céramique polycristalline frittée. Le séparateur peut être, comme indiqué ci-dessus, en alumine-3, en nasicon ou de préférence en alumine-3". L'invention sera maintenant décrite au moyen d'un exemple en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente une vue schématique en élévation latérale et coupe d'un élément accumulateur selon l'invention, selon la ligne I-I de la figure 2 et représenté sans les éléments d'ancrage; la figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale horizontale de l'élément accumulateur de la figure 1 selon la ligne II-II de la figure 1, sans quelques détails pour des raisons de clarté; la figure 3 représente une vue avant de l'un des composants d'ancrage de la figure 2; et la figure 4 représente une vue arrière du composant d'ancrage de la figure 3.25 Dans le dessin, la référence numérique 10 désigne généralement un élément accumulateur électrochimique de stockage d'énergie rechargeable à température élevée selon la présente invention. L'élément accumulateur 10 comprend30 un carter en acier doux en forme de boite 12, allongé en direction verticale et qui est substantiellement carré en section transversale, ayant des coins arrondis en 14. L'élément accumulateur 10 a un séparateur 16 en alumine-, tubulaire, grossièrement en forme de coupe logé de manière35 concentrique à l'intérieur du carter 12, le séparateur 16 ayant une extrémité inférieure fermée et une extrémité
supérieure ouverte et étant décrit plus en détail ci- dessous.
La boîte 12 a des parois latérales 18 et une extrémité inférieure pourvue d'une plaque de fond carrée 20, soudée aux bords inférieurs des parois 18, la plaque 20 constituant, avec les bords inférieurs des parois 18, une base 21 pour supporter l'élément accumulateur en position verticale sur une surface de support 22 plate et horizontale faisant face vers le haut comme représenté dans la figure 1. L'extrémité inférieure fermée du séparateur 16 est écartée de ladite plaque de fond 20. L'extrémité supérieure de la boîte 12 est fermée par une fermeture supérieure carrée sous forme d'une plaque de fermeture 24
en acier doux, soudée aux bords supérieurs des parois 18.
La plaque de fermeture 24 a une ouverture centrale scellée par un matériau électroniquement isolant sous forme d'une bague d'isolation 26 en alumine-a de contour, vu en plan, plus ou moins carré, la bague 26 ayant une surface supérieure plane liée par thermocompression à la surface inférieure de la plaque 24 à la périphérie de l'ouverture20 centrale de la plaque 24. La bague 26 a une ouverture centrale traversante scellée par un disque de fermeture 28 en acier doux lié par thermocompression à sa surface plane supérieure et écarté radialement vers l'intérieur, par un espace isolant, de la plaque 24. L'extrémité supérieure25 ouverte du séparateur 16 est soudée au verre en 29 en un rabat 30 disposé à cet effet à la périphérie de la surface inférieure de la bague 26 dont la surface inférieure est plate. Un pilier collecteur de courant 32 en nickel fait saillie vers l'intérieur depuis l'extérieur du carter 12 à30 travers le disque de fermeture 28, le pilier 32 ayant une extrémité supérieure faisant saillie vers le haut au-dessus
du disque 28 qui constitue une borne de cathode de l'élément accumulateur. L'extrémité inférieure du pilier qui s'étend le long de l'axe de l'élément accumulateur 1035 est espacée au-dessus de l'extrémité inférieure fermée du séparateur 16, à l'intérieur de celui- ci.
Il L'intérieur du séparateur 16 forme un compartiment de cathode 33 qui contient une cathode 34 qui comprend une matrice de fer poreuse 36 ayant un intérieur poreux perméable aux liquides, dont les pores sont saturés avec du NaAlCl4 comprenant un mélange substantiellement équimolaire de NaCl et d'AlCl3 et qui est fondu à la température de fonctionnement de l'élément accumulateur. L'espace entre le séparateur 16 et le carter 12 forme un compartiment d'anode 42 contenant une anode 38 de sodium qui est fondu de manière similaire à la température de fonctionnement de l'élément accumulateur. Du NaCl sous forme finement divisé est dispersé dans l'intérieur poreux de la matrice 36 à tous les états de charge de l'élément accumulateur et la matrice 36 est immergée dans l'électrolyte de sel fondu NaAlCl4, représenté en 40, lequel électrolyte est dopé avec des quantités dopantes de FeS et NaF et est connu dans la technique. Le pilier 32 est, à l'intérieur du séparateur 16, enrobé dans la matrice 36. La boite 12, qui forme un collecteur de courant d'anode, est munie d'une borne
anodique 44.
Le séparateur 16 est cruciforme en section transversale, c'est-à-dire en contour vu en plan, et possède quatre lobes 46 qui sont espacés circonférenciellement de manière régulière de 90 les uns des autres et font saillie respectivement dans les coins 14 de la boîte 12 desquels
ils sont peu écartés. Chaque lobe 46 contient un lobe de la matrice 36 de la cathode 34, tel que décrit dans GB-A- 9415583.3 dont la description est, par conséquent,
incorporée ici par référence.
L'élément accumulateur comprend également quatre composants d'ancrage ou cales, chacun indiqué généralement par la référence numérique 50. Chaque composant d'ancrage 50 est35 laminé à partir d'une feuille ou d'une tôle d'acier, qui peut être optionnellement plaquée par du nickel de telle sorte qu'il a une première portion 52 sous forme d'un enroulement contenant un tour ou cylindre complet de métal, ainsi qu'une bande ou seconde portion 54 en saillie depuis l'enroulement. La bande 54 a une portion courbe ou convexe 56 ainsi qu'un flasque 58. Dans sa condition inactive, la bande 54 n'est pas sous tension comme indiqué dans la figure 4. L'enroulement 52 de chaque composant d'ancrage 50 traverse un espace entre le carter ou la boite 12 de l'élément accumulateur et le séparateur, entre une paire de lobes 46 dudit séparateur alors que sa bande 54 s'engage et s'étend autour d'un lobe du séparateur 46 de telle sorte que son flasque 58 vient en butée contre l'enroulement 52 d'un composant d'ancrage adjacent 50. Dans cette configuration, le flasque 58 est rappelé en contact avec l'enroulement 5215 du composant d'ancrage adjacent, du fait que la portion courbe 56 est sous contrainte. Les composants d'ancrage 50
sont ainsi en contact électrique les uns avec les autres.
Les composants d'ancrage 50 s'étendent sur toute la longueur du séparateur 16. Chaque composant d'ancrage 50 est ainsi en contact électrique avec, à la fois, la boite
12 et le séparateur 16.
Il est à remarquer que des espaces sont représentés dans les dessins, entre les différentes parties de chaque composant d'ancrage 50, entre les parties de chevauchement des composants d'ancrage adjacents et entre le séparateur 16 et les composants d'ancrage 50, ceci pour des facilités de représentation. En pratique, ces parties viennent buter
les unes contre les autres pour un bon contact.
Le côté du séparateur 16 qui est dirigé dans le compartiment d'anode 42, c'est-à-dire qui est en contact avec le composant d'ancrage 50, peut, si cela est désiré ou35 nécessaire, être muni d'un revêtement ou d'une couche (non représenté) comprenant des particules mouillables par du sodium. Plus particulièrement, le revêtement ou la couche peut être composé de particules de noir de lampe enrobées dans une couche de verre de polyphosphate de sodium adhérant au séparateur de telle sorte que les particules de carbone sont ainsi situées contre ou sur la surface du séparateur. La couche peut être appliquée sur le séparateur en dissolvant 40 parties en masse d'hexamétaphosphate de sodium, disponible par BDH Limited, dans 100 parties en masse d'eau. Quelques gouttes d'acétone pour assister au mouillage des particules de noir de carbone sont ajoutées à la solution. Du noir de lampe en suffisance, c'est-à-dire un noir de carbone ayant une dimension de particules moyenne d'environ 50 nanomètres, est ajouté à la solution jusqu'à ce qu'elle ait une consistance appropriée pour être peinte. La proportion en masse d'hexamétaphosphate de sodium par rapport au noir de carbone n'est pas critique et est typiquement d'environ 1:1. Du verre en suffisance doit être présent pour donner une adhésion appropriée à la couche sur le séparateur alors que du noir de carbone en suffisance doit être présent pour donner une conductivité adéquate. Cette "peinture" est appliquée au pinceau sur le séparateur 16 et est ensuite séchée dans l'air à 275 C pendant deux heures avant utilisation. Cependant, dans d'autres modes de réalisation de l'invention, d'autres variétés de noir de carbone qui sont communément utilisées dans les peintures et les encres
aussi bien que d'autres variétés de polyphosphate de sodium peuvent être utilisés. On considère que le polyphosphate de sodium, qui est conducteur ioniquement, aide au passage du30 sodium au travers de la couche.
Initialement, la couche de particules (lorsqu'elle est présente) et les composants d'ancrage 50 produisent le contact électrique requis entre la boîte 12 et le35 séparateur 16. Cependant, lors du premier passage de sodium à travers le séparateur, il est absorbé le long de la couche et forme une interface entre la couche et les composants d'ancrage 50, produisant un contact électrique
supplémentaire entre la boîte 12 et le séparateur 16.
Lors de la charge de l'élément accumulateur 10, la réaction suivante a lieu dans le compartiment de cathode: 2NaCl + Fe-) 2Na + FeC12 (2)
Le Na généré par la réaction (2) passe à travers l'alumine-
a jusque dans le compartiment d'anode 42.
Le demandeur pense que l'utilisation des composants d'ancrage donne de bons résultats du fait qu'ils servent à ancrer le séparateur fermement en position en utilisant quatre composants d'ancrage tout en produisant une bonne absorption du sodium contre la surface extérieure du séparateur et en permettant le mouvement du sodium dans le compartiment d'anode 42. De plus, les composants d'ancrage sont faciles à installer. En outre, les composants d'ancrage 50, tout en maintenant le séparateur fermement, produisent un certaine flexibilité. Ainsi, ils peuvent bouger les uns par rapport aux autres là o leur seconde portion ou bande 54 chevauche la première portion ou enroulement 52 des composants d'ancrage adjacents 50,25 adoptant ainsi des formes légèrement différentes et des tolérances dans le séparateur 16. Ils ancrent également le séparateur 16 contre les vibrations et serviront à empêcher le mélange rapide de l'électrolyte et du sodium dans le cas d'une déchirure du séparateur 16. Les composants d'ancrage30 50 agissent également en tant que collecteurs de courant du compartiment d'anode. Les composants d'ancrage assurent
également que le compartiment d'anode fonctionne de manière efficace du point de vue de la mouillabilité en sodium.
Ainsi, seulement une petite quantité de sodium est retenue35 dans le compartiment d'anode à l'état complètement déchargé tout en assurance un bon contact électrique et une
mouillabilité de la surface du séparateur avec un métal alcalin à l'état complètement déchargé.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Elément accumulateur électrochimique (10) rechargeable à température élevée, caractérisé en ce qu'il comprend: un carter (12) en forme de boite de section transversale polygonale de telle sorte qu'il possède une pluralité de coins (14) espacés à la périphérie; un séparateur (16) d'électrolyte solide qui est conducteur des ions sodium, séparant l'intérieur du carter (12) en un compartiment d'anode (42) contenant une anode et en un compartiment de cathode (33) contenant une cathode (34), le séparateur (16) étant tubulaire ou en forme de gobelet, ayant une extrémité fermée et une extrémité ouverte et ayant une pluralité de nervures ou de lobes (46) faisant saillie radialement vers l'extérieur et espacés périphériquement, le séparateur (16) étant placé de manière concentrique dans le carter (12), chaque lobe (46) du séparateur (16) étant aligné de manière périphérique avec l'un desdits coins (14) du carter (12) en faisant saillie vers celui-ci;25 au moins un composant d'ancrage (50) ancrant le séparateur (16) en position par rapport au carter (12), le composant d'ancrage (50) comprenant une première portion (52) traversant un espace entre le carter (12) et le séparateur30 (16), entre une paire de lobes (46) du séparateur (16), et une seconde portion (54) faisant saillie depuis la première portion (52) et engageant une surface d'un lobe (46) du séparateur (16); du sodium en tant que matériau actif d'anode dans le compartiment d'anode (42), l'élément accumulateur ayant une température de fonctionnement à laquelle le sodium est fondu; et du matériau actif de cathode dans le compartiment de
cathode (33).
2. Elément accumulateur électrochimique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu autant de composants d'ancrage (50) qu'il y a de lobes (46) au séparateur (16), la première portion (52) de chaque composant d'ancrage (50) étant située entre une paire de lobes (46) et la seconde portion (54) de chaque composant d'ancrage (50) s'engageant
sur un lobe (46) différent du séparateur (16).
3. Un élément accumulateur électrochimique (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde portion (54) d'un composant d'ancrage (50) chevauche la première portion (52)
du composant d'ancrage (50) adjacent.
4. Un élément accumulateur électrochimique (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les composants d'ancrage (50) s'étendent sur toute la longueur du séparateur (16), la première et la seconde portions (52, 54) des composants25 d'ancrage (50) étant telles que les secondes portions (54) des composants d'ancrage (50) sont rappelées en contact avec les premières portions (52) des composants d'ancrage (50) adjacents à l'endroit o lesdites secondes portions
(54) chevauchent lesdites premières portions (52).
5. Elément accumulateur électrochimique (10) selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que chaque composant d'ancrage (50) est formé à partir d'une feuille de tôle, la première portion35 (52) comprenant un enroulement de la feuille de tôle s'étendant substantiellement sur toute la longueur du séparateur (16) tandis que la seconde portion (54) du composant d'ancrage (50) comprend une bande de tôle en
saillie depuis l'enroulement.
6. Elément accumulateur électrochimique (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enroulement comprend au moins un tour complet de tôle tandis que la bande est de forme courbe pour s'adapter sur la surface extérieure du lobe (46).
7. Elément accumulateur électrochimique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce qu'une couche de particules mouillables par le sodium est prévue sur la surface du séparateur (16)15 qui est en contact avec les composants d'ancrage (50).
8. Elément accumulateur électrochimique (10) selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que la section transversale du carter20 (12) est rectangulaire, le séparateur (16) étant cruciforme en section transversale horizontale et ayant quatre desdits
lobes (46).
9. Elément accumulateur électrochimique (10) selon l'une
des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la cathode est logée à l'extérieur du
séparateur (16) entre le séparateur (16) et le carter (12) entourant le séparateur (16), l'anode étant logée à l'intérieur du séparateur (16), ledit séparateur (16) ayant30 un collecteur de courant d'anode faisant saillie vers le bas vers l'intérieur depuis son extrémité supérieure
ouverte jusqu'à une position adjacente et peu écartée de son extrémité inférieure fermée.
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