FR2762019A1 - METHOD AND CIRCUIT FOR CATHODIC PROTECTION AGAINST CORROSION OF A METAL COMPONENT PACKAGE - Google Patents
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Abstract
L'invention est caractérisée en ce que le pôle négatif est relié électriquement par un circuit électronique à la paroi de l'élément, circuit électronique qui limite en cas de contact d'une électrode avec la paroi de l'élément l'intensité du courant qui s'établit et le circuit, pour la mise en oeuvre du procédé, est caractérisé en ce qu'on branche une résistance, une diode Zener ou un transistor entre le boîtier de l'élément et le pôle négatif d'un élément galvanique secondaire.The invention is characterized in that the negative pole is electrically connected by an electronic circuit to the wall of the element, electronic circuit which limits in the event of contact of an electrode with the wall of the element the intensity of the current which is established and the circuit, for implementing the method, is characterized in that a resistor, a Zener diode or a transistor is connected between the casing of the element and the negative pole of a secondary galvanic element .
Description
L'invention concerne un procédé et un circuitThe invention relates to a method and a circuit.
pour la protection cathodique contre la corrosion d'un boî- for cathodic protection against corrosion of a box
tier d'éléments métalliques dans lequel les électrodes sont tier of metallic elements in which the electrodes are
uniquement en liaison avec la paroi de l'élément par l'inter- only in connection with the element wall via the
médiaire de l'électrolyte.electrolyte medium.
On connaît un certain nombre d'éléments métalli- A number of metallic elements are known.
ques, qui possèdent un boîtier métallique. Dans ce cas pour les éléments alcalins primaires ou les éléments secondaires ques, which have a metal case. In this case for primary alkaline elements or secondary elements
le boîtier d'élément est utilisé comme raccord au pôle néga- the element housing is used as a connection to the negative pole
tif de l'élément, en établissant une liaison électrique à l'électrode négative. Le boîtier de l'élément est de cette element, by establishing an electrical connection to the negative electrode. The element housing is of this
manière mis au potentiel électrochimique de l'électrode néga- way set to the electrochemical potential of the negative electrode
tive et il est de cette façon protégé quant à son potentiel contre les attaques de la corrosion. Par ailleurs toute mise en contact de l'électrode positive avec la paroi du boîtier de l'élément conduit à un court-circuit de l'élément et de tive and in this way it is protected in terms of its potential against corrosion attacks. Furthermore, any contacting of the positive electrode with the wall of the element housing leads to a short circuit of the element and of
cette façon à sa décharge involontaire. this way to his involuntary discharge.
Des éléments galvaniques, qui possèdent un boî- Galvanic elements, which have a box
tier métallique, qui est seulement en liaison avec les élec- metallic tier, which is only in connection with the electro
trodes par l'intermédiaire de l'électrolyte à l'intérieur de l'élément, sont par contre relativement à l'abri de courts circuits. La vraisemblance et de la sorte le danger qu'aussi trodes through the electrolyte inside the element, on the other hand are relatively sheltered from short circuits. Likelihood and so the danger that also
bien le pôle positif que le pôle négatif entre involontaire- well the positive pole that the negative pole enters involuntary-
ment en contact électrique avec le boîtier de l'élément, est ment in electrical contact with the element housing, is
relativement faible. Dans le cas de grands éléments, qui pos- relatively small. In the case of large elements, which pos-
sèdent un certain nombre d'électrodes et dans le cas d'élé- a certain number of electrodes and in the case of ele
ments, qui sont branchés ensemble pour constituer une batterie, on évite pour les raisons de sécurité mentionnées un contact électrique entre les électrodes et le boîtier de elements, which are connected together to form a battery, for the safety reasons mentioned, electrical contact between the electrodes and the
l'élément.the item.
La réduction du risque de court-circuit est tou- The reduction of the risk of short circuit is always
tefois liée à l'inconvénient selon lequel des liaisons élec- However, it is linked to the disadvantage that electric links
triques imprévisibles de l'électrode positive avec le boîtier unpredictable traces of the positive electrode with the housing
de l'élément demeurent inaperçues. Le côté intérieur du boî- of the item remain unnoticed. The inner side of the box
tier de l'élément n'est alors plus protégé et est endommagé par la corrosion électrochimique qui s'installe le cas échéant. L'invention a pour objet de proposer un procédé tier of the element is then no longer protected and is damaged by electrochemical corrosion which is installed if necessary. The object of the invention is to propose a method
servant à protéger contre la corrosion cathodique un accumu- used to protect against cathodic corrosion an accumulator
lateur avec un boîtier d'élément métallique. L'invention a en reader with a metal element housing. The invention has in
outre pour objet de proposer un procédé de protection catho- besides the object of proposing a catholic protection process
dique contre la corrosion d'un accumulateur avec un boîtier dic against corrosion of an accumulator with a case
de cellule métallique, qui contient un certain nombre d'élec- of metal cell, which contains a number of electro
trodes, le procédé convenant en particulier à de tels accumu- trodes, the process being particularly suitable for such accumulators
lateurs branchés pour former des batteries. readers connected to form batteries.
On résout selon l'invention le problème en ce que The problem is solved according to the invention in that
le pôle négatif est relié électriquement par un circuit élec- the negative pole is electrically connected by an electric circuit
tronique à la paroi de l'élément, circuit électronique qui limite en cas de contact d'une électrode avec la paroi de tronic on the wall of the element, electronic circuit which limits in case of contact of an electrode with the wall of
l'élément l'intensité du courant qui s'établit. the element the intensity of the current which is established.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le passage du courant provoque la délivrance d'un signal; - l'intensité du courant est limitée à une valeur qui est plus petite que le montant de la capacité nominale de According to other characteristics of the invention: - the flow of current causes the delivery of a signal; - the intensity of the current is limited to a value which is smaller than the amount of the nominal capacity of
l'élément en ampères heure, exprimée en ampères. the element in amps hour, expressed in amps.
- l'intensité du courant est limitée à une valeur qui est in- - the intensity of the current is limited to a value which is in-
férieure au dixième du montant de la capacité nominale en less than one tenth of the nominal capacity amount in
ampères heure, exprimée en ampères. amps hour, expressed in amps.
- on ouvre la liaison de l'électrode négative avec le pôle négatif de l'élément et/ou de l'électrode positive avec le pôle positif de l'élément par le signal lorsque l'intensité - the connection of the negative electrode with the negative pole of the element and / or of the positive electrode with the positive pole of the element is opened by the signal when the intensity
du courant atteint une valeur de seuil. of current reaches a threshold value.
L'invention concerne également un circuit pour la mise en oeuvre du procédé susmentionné, caractérisé en ce qu': - on branche une résistance, une diode Zener ou un transistor The invention also relates to a circuit for implementing the above-mentioned method, characterized in that: - a resistor, a Zener diode or a transistor is connected
entre le boîtier de l'élément et le pôle négatif d'un élé- between the element housing and the negative pole of an element
ment galvanique secondaire.secondary galvanic.
- on prévoit un dispositif d'information, qui indique un pas- - an information device is provided, which indicates a step-
sage de courant du boîtier de l'élément au pôle négatif current from the element housing to the negative pole
d'un élément galvanique secondaire. a secondary galvanic element.
L'invention s'applique également à l'utilisation The invention also applies to the use
du circuit ci-dessus dans une batterie consistant en plu- of the above circuit in a battery consisting of more
sieurs éléments galvaniques secondaires. several secondary galvanic elements.
L'invention s'applique également à une batterie caractérisée en ce qu'un signal qui se produit sur un élément actionne un interrupteur externe, qui interrompt le passage The invention also applies to a battery characterized in that a signal which occurs on an element actuates an external switch, which interrupts the passage
du courant dans un ensemble de batteries branchées ensemble. of current in a set of batteries connected together.
Dessins La figure 1 montre une disposition simple selon l'invention. La figure 2 représente un montage en série d'éléments. On a indiqué sur la figure 1 à titre d'exemple Drawings Figure 1 shows a simple arrangement according to the invention. Figure 2 shows a series arrangement of elements. It was indicated in Figure 1 by way of example
une disposition simple, correspondant à l'invention. On a re- a simple arrangement corresponding to the invention. We have re-
présenté un élément isolé 1 avec une électrode positive 2, presented an isolated element 1 with a positive electrode 2,
une électrode négative 3 et un récipient métallique conduc- a negative electrode 3 and a conductive metal container
teur 4. Ce dernier est relié à l'électrode négative 3 au tor 4. The latter is connected to the negative electrode 3 to the
moyen de la résistance R, qui limite l'intensité pouvant pas- resistance R, which limits the intensity which can-
ser.ser.
On choisit avantageusement la valeur de la résis- The value of the resistance is advantageously chosen
tance R de telle sorte que le courant qui passe à travers tance R so that the current flowing through
elle, exprimé en ampères, soit plus petit que la capacité no- it, expressed in amperes, is smaller than the no-
minale de l'élément en ampères/heure, en particulier soit in- minimum of the element in amps / hour, in particular either in-
férieur au dixième de cette valeur. Dans le cas d'une tension less than a tenth of this value. In the case of a voltage
d'élément de U volt et d'un branchement de n éléments de ca- of element of U volt and of a branching of n elements of ca-
pacité C pour la série des éléments la tension appliquée peut capacity C for the series of elements the applied voltage can
atteindre au maximum la valeur nU volt. Pour limiter l'inten- reach the maximum value nU volt. To limit the intensity
sité qui passe à travers la résistance R dans le cas d'un site which passes through resistance R in the case of a
contact provoqué par un défaut d'isolation du bac des élé- contact caused by a fault in the insulation of the tank
ments même dans le cas le plus défavorable d'une liaison à even in the most unfavorable case of a link to
proprement parler inacceptable au dixième de l'intensité men- strictly speaking unacceptable to a tenth of the intensity
tionnée ci-dessus, on choisit la résistance comme suit: R[Ohm] > n U [Volt]*10/C[Ah] Même alors quand le bac 4 de l'élément 1 qui se trouve dans le montage en série au potentiel le plus négatif tioned above, the resistance is chosen as follows: R [Ohm]> n U [Volt] * 10 / C [Ah] Even then when the tank 4 of element 1 which is in the series connection at potential the most negative
vient en contact d'une façon inacceptable (défaut d'isola- comes into contact in an unacceptable way (lack of insulation-
tion) avec le pôle positif 2, de l'élément qui se trouve au potentiel le plus positif, la tension appliquée au bac de l'élément atteint au maximum nU volt. En parallèle avec la résistance R, qui limite l'intensité, on dispose un capteur de signaux 5. En variante à la résistance R on peut brancher tion) with the positive pole 2, of the element which is at the most positive potential, the voltage applied to the element tray reaches the maximum nU volt. In parallel with the resistor R, which limits the intensity, there is a signal sensor 5. As an alternative to the resistor R, it is possible to connect
aussi une diode Zener ou un transistor entre le bac de l'élé- also a Zener diode or a transistor between the tank of the element
ment 4 et le pôle négatif de l'élément 1. S'il n'y a pas de défaut d'isolation, il ne passe pratiquement pas de courant à ment 4 and the negative pole of element 1. If there is no insulation fault, practically no current flows at
travers la résistance R. En fonction respectivement de la si- across resistance R. As a function of the
tuation du potentiel de l'électrode négative 3, du type attenuation of the potential of the negative electrode 3, of the type
d'électrolyte utilisé et de la surface exposée à l'électro- of electrolyte used and of the surface exposed to electro-
lyte il peut passer un petit courant(de réduction dans le cas lyte it can pass a small current (reduction in the case
des matériaux habituellement utilisés pour les électrodes né- gatives). materials usually used for negative electrodes).
La valeur de seuil d'un capteur de signaux 5 doit The threshold value of a signal sensor 5 must
être choisie plus élevée que cette petite intensité (de re- be chosen higher than this small intensity (of re-
pos), que l'on peut facilement déterminer de façon expérimen- pos), which can easily be determined experimentally-
tale. Dans le cas o à l'état normal il passe une intensité de réduction, c'est-à-dire o l'électrode négative 3 a un po- tale. In the case where in the normal state a reduction intensity passes, that is to say where the negative electrode 3 has a po-
tentiel de repos plus négatif que le bac de l'élément 4 dans le même électrolyte, le capteur de signaux 5 peu détecter aussi la variation de signe du sens du courant et délivrer un20 signal, quand on veut se limiter à l'identification de con- more negative resting potential than the cell of element 4 in the same electrolyte, the signal sensor 5 can also detect the variation in sign of the direction of the current and deliver a signal, when it is desired to limit itself to the identification of con -
tacts inadmissibles avec des parties à un potentiel plus po- unacceptable tacts with parties with more po- potential
sitif. Ce cas est le plus critique du fait de la dissolution sitive. This case is most critical due to the dissolution
alors possible de la matière du bac de l'élément 4. then possible from the material of the container of element 4.
Sur la figure 2 on a représenté un montage en se- In Figure 2 there is shown a mounting in se-
rie d'éléments, dans lequel n1 + 1 cellules 12 se trouvent à un potentiel plus positif et n2 + 1 éléments 13 se trouvent à of elements, in which n1 + 1 cells 12 are at a more positive potential and n2 + 1 elements 13 are at
un potentiel plus négatif que l'élément considéré 10 au mi- lieu. Quand chacun des éléments possède la tension U volt, on peut avoir dans le cas le plus défavorable du fait d'un dé-30 faut d'isolation sur le bac de l'élément 16 une tension posi- a more negative potential than the element considered 10 in the middle. When each of the elements has the voltage U volt, in the most unfavorable case, due to a fault in the insulation on the tank of the element 16, there may be a positive voltage.
tive d'environ n1 U volt sur le trajet 14 ou une tension négative d'environ n2 U volt sur le trajet 15. On peut alors tive of approximately n1 U volt on path 14 or a negative voltage of approximately n2 U volt on path 15. We can then
calculer facilement l'intensité qui passe au maximum à tra- easily calculate the intensity going through the maximum through
vers la résistance R.towards resistance R.
Dans le cas spécial d'un élément du système élec- In the special case of an element of the electoral system
trochimique Lithium-Ion avec une électrode positive en un chalkogénide de lithium et d'un métal transitoire tel que LiMn204, LiCoO2, LiNiO2, ou analogues, d'électrode négative en un lithium réversible ou en un lithium métallique, et d'un trochemical Lithium-Ion with a positive electrode made of a lithium chalkogenide and of a transitory metal such as LiMn204, LiCoO2, LiNiO2, or the like, of a negative electrode made of a reversible lithium or a metallic lithium, and of a
bac d'élément en nickel ou en acier spécial le potentiel d'équilibre du bac de l'élément est plus positif que celui de l'électrode négative, mais plus négatif que celui de l'élec-5 trode positive. element container in nickel or special steel the equilibrium potential of the element container is more positive than that of the negative electrode, but more negative than that of the positive electrode-5.
En variante à l'utilisation d'une résistance R indiquée à la figure 1, avec détecteur/discriminateur monté après coup pour identifier un passage du courant au dessus As an alternative to using a resistor R indicated in Figure 1, with detector / discriminator mounted after the fact to identify a current flow above
d'une valeur de seuil et déclencher un signal on peut utili- of a threshold value and trigger a signal you can use
ser aussi une autre combinaison d'éléments constitutifs, à condition qu'il soit clairement établi que: also be another combination of components, provided that it is clearly established that:
- le bac de l'élément se trouve dans le cas normal à un po- - the element tray is in the normal case at one point
tentiel qui n'est pas critique et est ainsi protégé contre la corrosion, en cas de contact inadmissible et de potentiel inadmissible ceci est détecté et signalé, ou - le passage de courant qui s'en suit est limité à une petite which is not critical and is thus protected against corrosion, in the event of inadmissible contact and of inadmissible potential this is detected and signaled, or - the current flow which follows is limited to a small
valeur d'une manière qui n'est pas critique. value in a way that is not critical.
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