FR3016736A1 - Batterie lithium-ion (li-ion) a capacite augmentee par augmentation de la hauteur disponible a l'interieur du boitier - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une batterie ou accumulateur au lithium, telle qu'une batterie lithium-ion (Li-ion), comportant un boitier avec un fond et un couvercle (9), le couvercle (9) ou le fond comportant au moins un orifice débouchant (90), adapté au remplissage d'électrolyte à l'intérieur du boitier, l'orifice étant obturé par un corps (12) de rivet (10) à l'état déformé, le couvercle ou le fond comportant en outre un bossage (91) faisant saillie vers l'extérieur du boitier et dans lequel l'orifice (90) est ménagé.
Description
BATTU-IE LITHIUM-ION (LI-..JN) CAPACITE AUGMENTLF AUGMENTATION DF FAUTEUR DISPONIBLE DANS LE I . Domaine technique La présente invention concerne le domaine des générateurs électrochimiques au lithium, qui fonctionnent selon le principe d'insertion ou de désinsertion, ou autrement dit intercalation- désintercalation, de lithium dans au moins une électrode. Elle concerne plus particulièrement un accumulateur électrochimique au batterie au lithium, tel qu'un accumulateur lithium-ion, compo t au moins tme, électrochimique constituée d'une anode et d'une cathode de part et d'autre d'un séparateur imprégné d'électrolyte, deux collecteurs de courant dont un est relié à l'anode et l'autre à la cathode, et un boitier de forme allongée selon un axe longitudinal, le boîtier étant agencé pour loger la cellule électroc ique avec étanchéité tout en étant traversé par une p. 'e des collecteurs de courant formant les bornes de sortie, aussi appelés pôles.
Le séparateur peut être constitué d'un ou plusieurs films. Le boîtier peut comporter un couvercle et un conteneur, usuellement appelé godet comportant un fond, ou comporter un couvercle, un fond et une enveloppe latérale assemblée à la fois au fond et au couvercle. L'invention a trait plus p. 'culièrement à l'augmentation de capacité d' 20 accumulateur électrochimique au lithium-ion (Li-ion). L'invention concerne plus p. 'culièrement une nouvelle réalisation de la fermeture du boitier par rivetage pour permettre d'augmenter le volume disponible à l'accumulateur Li-ion de forte capacité qui en est équipé. Art antérieur 25 Telle qu'illustrée schématiquement en figures 1 et 2, une batterie ou accumulateur lithium-ion comporte usuellement au moins une cellule électrochimique C constituée d'un séparateur imprégné d' un constituant électrolyte 1 entre une électrode positive ou cathode 2 et une électrode négative ou anode 3, un collecteur de courant 4 connecté à la cathode 2, un collecteur de courant 5 connecté à 1' anode 3 et enfin, un 30 emballage 6 agencé pour contenir la cellule électrochimique avec étanchéité tout en étant traversé par une partie des collecteurs de courant 4, 5, formant les bornes de sortie.
L'architecture des batteries lithium-ion conventionnelles est une architecture que l'on peut qualifier de monopolaire, car avec une seule cellule électroc 'que compo t une anode, une cathode et un électrolyte. Plusieurs types de géométrie d'architecture monopolaire sont connus : - une géométrie cylindrique telle que divulguée dans la demande de brevet US 2006/0121348, - une géométrie prismatique telle que divulguée dans les brevets US 7348098, US 7338733; - une géométrie en empilement telle que divulguée dans les demandes de 10 brevet US 2008/060189, US 2008/0057392, et brevet US 7335448. Le constituant d'électrolyte peut être de forme solide, liquide ou gel. Sous cette dernière forme, le constituant peut comprendre un séparateur en polymère ou en composite microporeux imbibé d'électrolyte (s) organique (s) ou de type liquide ionique qui permet le déplacement de l'ion Lithium de la cathode à l'anode pour une charge et inversement pour 15 une décharge, ce qui génère le courant. L'électrolyte est en général un mélange de solvants organiques, par exemple des carbonates dans lesquels est ajouté un sel de lithium typiquement LiPF6. L'électrode positive ou cathode est constituée de matériaux d'insertion du cation Lithium qui sont en général composite, comme le phosphate de fer lithié LiFePO4, 20 l'oxyde de cobalt lithié LiCoO2, l'oxyde manganèse lithié, éventuellement substitué, LiMn2O4 ou un matériau à base de LiNi.MnyCoz02 avec x+y+z 1, tel que LiNi0.33 .33043302, ou un matériau à base de LiNixCoyA1z02 avec x+y+z - 1, LiMn204, LiNiMnCoO2 ou l'oxyde de nickel cobalt aluminium lithié LiNiCoA102. L'électrode négative ou anode est très souvent constituée de carbone, graphite 25 ou en Li4TiO5O12 (matériau t' . te), éventuellement également à base de silicium ou à base de lithium, ou à base d'étain et de leurs alliages ou de composite formé à base de silicium. L'anode et la cathode en matériau d'insertion au Lithium peuvent être déposées selon une technique usuelle sous la forme d'une couche active sur une feuille métallique 30 constituant un collecteur de courant. Le collecteur de courant connecté à l'électrode positive est en général en aluminium.
Le collecteur de courant connecté à l'électrode négative est en général en cuivre, en cuivre nickelé ou en aluminium. Traditionnellement, une batterie ou accumulateur Li-ion utilise un couple de matériaux à l'anode et à la cathode lui perme . t de fonctionner à un niveau de tension 5 élevé, typiquement autour de 3,6 Volt. Une batterie ou accumulateur Li-ion comporte emballage rigide ou boitier lorsque les applications visées sont contraignantes où l'on cherche une longue durée de vie, avec par exemple des pressions à supporter bien supérieures et un niveau d'étanchéité requis plus strict, typiquement inférieure à 10-6 mbar.11s d'hélium, ou dans des milieux à 10 fortes contraintes comme le domaine aéronautique ou spatial. L'avantage principal des emballages rigides est ainsi leur étanchéité élevée et maintenue au cours du temps du fait que la fermeture des boitiers est réalisée par soudure, en générale par soudure au laser. La géométrie de la plupart des boitiers rigides d'emballages d'accumulateurs Li-ion est cylindrique, car la plupart des cellules électrochimiques des accumulateurs sont 15 enroulées par bobinage selon une géométrie cylindrique. Des formes prismatiques de boitiers ont également déjà été réalisées. Un des types de boitier rigide de forme cylindrique, usuellement fabriqué pour un accumulateur Li-ion de forte capacité et à durée de vie supérieure à 10 ans, est illustré en figure 3. 20 Le boitier 6 d'axe longitudinal X comporte une enveloppe latérale cylindrique 7, fond 8 à une extrémité, un couvercle 9 à l'autre extrémité. Le couvercle 9 supporte les pôles ou bornes de sortie du courant 40, 50. Une des bornes de sortie (pôles), par exemple la borne positive 40 est soudée sur le couvercle 9 tandis que l'autre borne de sortie, par exemple la borne négative 50, passe à travers le couvercle 9 avec interposition 25 non représenté qui isole électriquement la borne négative 50 du couvercle. Le couvercle de certains boitiers de batteries ou accumulateurs Li-ion, tels que présentés ci-dessus, comporte un orifice débouchant dont la fonction est de permettre de remplir l'intérieur du boitier avec de l'électrolyte afin d'imprégner le(s) séparateur(s) et les électrodes prévu à cet effet. 30 On a représenté schématiquement en figure 4, l'étape de remplissage d'un électrolyte au travers d'un tel orifice : un outil de remplissage O adapté est mis en appui avec étanchéité au moyen d'un joint torique J, contre la face supérieure couvercle 9 autour de l'orifice débouchant 90 en définissant ainsi une zone Z de remplissage d'électrolyte. Une fois la mise en place étanche de l'outil O réalisée, l'électrolyte est injecté au travers de l'outil O et de l'orifice débouc t 90 comme symbolisé en figure 4. Une fois l'étape de remplissage réalisée, il est alors nécessaire d'obturer 5 l'orifice débouchant 90 de façon suffisamment étanche d'une part pour empêcher que l'électrolyte, sous forme de liquide ou de gaz, ne sorte de la (des) cellule(s) électrochimique(s) et d'autre part pour éviter que de l'air n'entre dans celle(s)-ci. En effet, si de l'air chargé en humidité venait à s'introduire dans le boitier d'accumulateur, l'eau contient viendrait dégrader les performances de l'accumulateur. Pour réaliser cette étape d'obturation ou fermeture de l'orifice de remplissage d'électrolyte, on utilise largement des rivets de type aveugle, également connus sous le terme « rivet pop », réalisés en alliage déformable. Tel que montré en figure 5A, un rivet aveugle (rivet pop) 10 à l'état non déformé, c'est-à-dire à l'état non écrasé de son corps, comporte une tige 11, un corps 12 relié à la tige 11 et une tête 13 surmon t le corps et à 15 travers lequel la tige s'étend. Comme illustré aux figures 5A à 5D, l'étape proprement dite de fermeture de l'orifice débouchant 90 du couvercle 9 se déroule de la manière suivante : - insertion du corps 12 de rivet 10 dans l'orifice 90 avec mise en appui de tête autour de l'orifice 90 sur la face extérieure du couvercle 9; 20 appui sur la tête 13 du rivet avec mise en traction de la tige 1 1 (figure 5B), ce qui provoque la déformation du rivet 10 par raccourcissement de son corps 12 dans le sens de la hauteur avec simultanément une augmentation de son diamètre qui vient obturer complètement l'orifice 90 (fil - 5C) jusqu'à obtenir la rupture de la tige 11 (figure 5D). La déformation plastique du corps 12 de rivet 10, c'est-à-dire son augmentation 25 de diamètre ou gonflement permet ainsi de créer une étanchéité suffisante de l'orifice 90 de remplissage d'électrolyte dans le boitier 6 d'accumulateur. Les inventeurs ont pu mettre à jour que bien que satisfaisante pour l'étanchéité, une telle solution de fermeture étanche des boitiers d'accumulateur par rivet présente un inconvénient majeur qui est lié à la perte de hauteur disponible à l'intérieur du boitier du 30 fait de la structure même des rivets. En effet, comme il ressort ci-avant, la hauteur du corps 12 de rivet 10 à l'état non déformé qui est nécessaire doit être relativement grande afin qu'il y ait suffisamment de matière du corps pour qu'il puisse gonfler suffisamment et ainsi obturer complètement l'orifice 90. Autrement dit, la hauteur H' de saillie du corps de rivet à l'état non déformé vers l'intérieur du boitier 6 est impo te au point de créer une limitation de la hauteur de la (des) cellule(s) électrochimique(s) qu'il est possible d'obtenir dans le boitier. Cette limitation de la hauteur disponible pour la(les) cellule(s) limite de fait 5 la capacité embarquée par l'accumulateur. On a représenté schématiquement en figure 6, en vue de coupe transversale, un rivet aveugle 10 connu tel qu'il est mis en place dans l'orifice débouchant 90 d'un couvercle 9 de boitier d'accumulateur Li-ion. Comme montré, la cellule électrochimique logée à l'intérieur du boitier 6 d'accumulateur présente à l'une de ses extrémités latérales, 10 des bandes 30 d'anode non revêtues qui sont soudées à un collecteur de courant 53 replié sur lui-même et soudé à une traversée 50 formant borne de sortie. Cette traversée 50 formant borne est assemblée avec le couvercle 9 et des rondelles 51, 52, par exemple au nombre de deux, en matériau isolant électrique sont intercalées entre le couvercle 9 la partie métallique de la traversée 50. Ces rondelles 51, 52 réalisent l'étanchéité et l'isolation 15 électrique de la traversée 50 par rapport au couvercle 9 de boitier. Comme cela ressort clairement de la figure 6, la hauteur H' de saillie du corps 12 de rivet à l'état non déformé, à l'intérieur du boitier 6, est bien supérieure à la hauteur H de saillie de la traversée 50. La hauteur H' peut être supérieure à 5mm. A titre d'exemple, dans le cas d'un accumulateur Li-ion de géométrie cylindrique éprouvé par la 20 demanderesse, cette hauteur H' est de 6,5 mm environ. La hauteur H peut être inférieure ou égale à 4,5 mm. A titre d'exemple, dans le cas d'un accumulateur Li-ion de géométrie cylindrique éprouvé par la demanderesse, cette hauteur H est égale à 3mm environ. A l'encombrement du collecteur de courant 53 près, la perte de capacité de l'accumulateur liée à l'utilisation d'un rivet aveugle 10 pour la fermeture étanche de 25 l'orifice de remplissage d'électrolyte 90 est donc égale à la différence de hauteur H' - H. Il existe donc un besoin d'améliorer la fermeture é. che de l'orifice de remplissage d'électrolyte pour accumulateur électrochimique ou batterie au lithium, notamment un accumulateur au lithium-ion, notamment en vue d'obtenir une plus grande capacité embarquée par l'accumulateur. 30 Le but général de l'invention est de répondre au moins en p. ;e à ce besoin. Un but particulier est de proposer un accumulateur électrochimique ou batterie au lithium dont la capacité embarquée est augmentée et avec une densité d'énergie massique (Wh/kg) accrue par rapport aux accumulateurs ou batteries au lithium selon l'état de l'art. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention concerne, sous 1' de ses aspects, une batterie ou accumulateur au lithium, telle qu'une batterie lithium-ion (Li-ion), comportant un boitier avec un fond et un couvercle, le couvercle ou le fond comportant au moins un orifice débouc t, adapté au remplissage d'électrolyte à l'intérieur du boitier, l'orifice étant obturé par un corps de rivet à l'état déformé, le couvercle ou le fond comportant en outre un bossage faisant saillie vers l'extérieur du boitier et dans lequel l'orifice est ménagé. Par « bossage », on entend ici et dans le cadre de l'invention, le sens usuel en mécanique, à savoir une saillie venue de fonderie avec le couvercle ou obtenue par estampage. Autrement dit, l'invention consiste à surélever la zone d'appui et du logement du rivet dans le couvercle ou le fond du boitier d'accumulateur. L'invention est particulièrement simple et astucieuse puisqu'au lieu de chercher à modifier le moyen de fermeture étanche de l'orifice de remplissage, en le redimensionnant et/ou en changeant sa structure, l'invention permet d'utiliser les moyens usuels de fermeture que sont les rivets en ne modifiant que la forme du fond ou du couvercle de boitier d'accumulateur. Ainsi, en surélevant la zone d'appui et de logement du rivet par un bossage, la hauteur du corps de rivet qui fait saillie à l'intérieur du boitier est réduite, ce qui permet d'augmenter la hauteur disponible pour les matériaux d'électrode à insertion au lithium et donc d'augmenter la capacité embarquée par l'accumulateur.
Les inventeurs pensent que toutes choses égales par ailleurs, il est possible, grâce à l'invention d'envisager une augmentation de capacité jusqu'à 10% par exemple pour un accumulateur Li-ion. De préférence, le rivet est un rivet aveugle. L'étape de fermeture proprement dite de l'orifice de remplissage d'électrolyte se déroule ainsi de manière identique à une 30 étape de fermeture pour un accumulateur Li-ion selon l'état de l'art. De préférence encore, le bossage est de forme tronconique, l'orifice étant ménagé dans la petite base du tronc de cône. Avec une telle forme, on peut définir aisément une largeur de petite base du tronc de cône perme . t une bonne mise en appui étanche d'un outil de remplissage d'électrolyte. La largeur de la petite base peut être ainsi avantageusement au moins égale au diamètre du joint de l'outillage permettant l'introduction d'électrolyte et peut avoir une planéité suffisante pour permettre un bon contact sans fuite ou prise d'air. En outre, l'épaisseur de la petite base peut être aisément déterminée pour résister au rivetage du rivet dans l'orifice. Selon un mode de réalisation avantageux, l'accumulateur selon l'invention comporte une traversée formant borne réalisée à travers un orifice débouchant de part et d'autre du couvercle ou du fond et faisant saillie vers l'intérieur du boitier d'une hauteur H, le corps de rivet à l'état non déformé faisant saillie vers l'intérieur du boitier d'une hauteur H' inférieure ou égale à la hauteur H. La hauteur H' est de préférence inférieure ou égale à 5 mm. Selon une caractéristique, le couvercle et/ou le fond est (sont) en ri tel que l'aluminium 1050 ou 3003.
De préférence: - le matériau d'électrode(s) négative(s) est choisi dans le groupe comportant le graphite, le lithium, l'oxyde de titanate Li4Ti05012 ; ou à base de silicium ou à base de lithium, ou à base d'étain et de leurs alliages ; - le matériau d'électrode(s) positive(s) est choisi i le groupe comportant le phosphate de fer lithié LiFePO4, l'oxyde de cobalt lithié LiCo02, l'oxyde manganèse lithié, éventuellement substitué, LiMn204 ou un matériau à base de LiNi'MnyCoz02 avec x+y+z = 1, tel que LiNi0.3 133Co0.3302, ou un matériau à base de LiNixCoyAlz02 avec x+y+z = 1, LiMn204, LiNiMnCo02 ou l'oxyde de nickel cobalt al lithié LiNiCoA102.
L'invention concerne également sous un autre de ses aspects un couvercle ou fond de boitier, spécialement destiné à être mis en oeuvre dans une batterie décrite précédemment, comportant un bossage dans queI est ménagé au moins un orifice débouchant, adapté au remplissage d'électrolyte. L'invention concerne enfin un procédé de réalisation d'une batterie ou accumulateur au lithium, telle qu'une batterie lithium-ion (Li-ion), compo . t un boitier avec un fond et un couvercle, selon lequel on réalise les étapes suivantes : a/ fourniture d'un couvercle ou d'un fond de boitier compo t au moins un orifice débouchant, le couvercle ou le fond compo t en outre un bossage faisant saillie vers l'extérieur du boitier et dans lequel est ménagé l'orifice, b/ mise en appui étanche d'un oi 7 de remplissage d'électrolyte contre le bossage autour de l'orifice, cl remplissage de l'intérieur du boitier avec un électrolyte au travers de l'orifice, d/ mise en place d'un rivet dans l'orifice, e/ fermeture étanche de l'orifice par déformation du corps de rivet.
Description détaillée D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'exemples de mise en oeuvre de l'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée montrant les différents éléments d'un accumulateur lithium-ion, - la figure 2 est une vue de face montrant un accumulateur lithium-ion avec son emballage selon l'état de l'art, - la figure 3 est une vue en perspective d'un accumulateur lithium-ion selon l'état de l'art avec son emballage rigide constitué d'un boitier cylindrique; - la figure 4 est un vue de détail en coupe transversale montrant l' de remplissage d'électrolyte à l'intérieur d'un boitier d'accumulateur lithium-ion tel qu'il est mis en place autour d'un orifice débouchant d'un couvercle selon l'état de l'art; - les figures 5A à 5D sont des vue de détail en coupe transversale montrant les différents stades de l'étape de fermeture étanche d' orifice de remplissage d'électrolyte 25 selon la figure 4 au moyen d'un rivet de type aveugle; - la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un boitier d'accumulateur Li-ion, au niveau d'un couvercle au travers duquel est réalisé une traversée formant borne et de l'orifice de remplissage d'électrolyte conformément à l'état de l'art ; - la figure 7 est une reproduction photographique en perspective d'un couvercle 30 de boitier d'accumulateur Li-ion selon l'invention ; - k 8 est une vue en coupe transversale d' boitier d'accumulateur Li- ion, au niveau d'un couvercle au travers duquel est réalisé une traversée formant borne et de l'orifice de remplissage d'électrolyte conformément à l'invention. Les figures 1 à 6 sont relatives à un exemple d'accumulateur Li-ion selon l'état 5 de l'art. Ces figures 1 et 6 ont déjà été commentées en préambule et ne le sont donc pas plus ci-après. Par souci de clarté, les mêmes références désignant les mêmes éléments d'accumulateur Li-ion selon l'état de l'art et selon l'invention sont utilisées pour toutes les figures 1 à 8. 10 Dans l'ensemble de la présente demande, les termes « inférieur », « supérieur », « bas », « haut », « dessous » et « dessus » sont à comprendre par référence par rapport à un boitier d'accumulateur Li-ion positionné à la verticale avec son couvercle sur le dessus et la traversée faisant saillie à l'extérieur du boitier vers le haut. On a représenté en figure 7, un exemple de couvercle 9 d'un boitier 15 accumulateur Li-ion, selon l'invention. Le couvercle 9 comportant deux faces opposées planes. Selon l'invention, le couvercle 9 compo . t un bossage 91 dans lequel un orifice débouchant 90 est ménagé et destiné à faire saillie vers l'extérieur du boitier 6 d'accumulateur Li-ion une fois son assemblage par soudure réalisé avec le reste du boitier, 20 i.e. soit avec un godet intégrant un fond, soit avec une enveloppe latérale elle-même soudée à un fond. Le couvercle 9 comporte également un autre orifice 92 débouchant de part et d'autre et à travers lequel une traversée de courant 50 formant une borne de sortie négative de l'accumulateur est destinée à être réalisée. 25 Selon l'invention, le bossage 91 permet une surélévation de la zone d'appui et de logement d'un rivet aveugle 10 de fermeture étanche du boitier 6. Sur la figure 8, on a mis en évidence l'avantage primordial apporté par un bossage 90 selon l'invention réalisé à proximité d'une traversée 50 négative d'un accumulateur Li-ion. 30 On ne détaille pas ici plus que cela la traversée 50 assemblée avec le couvercle 9: , comporte une partie métallique centrale 50 pour le passage du courant et deux rondelles 51,52 électriquement isolantes identiques sont intercalées entre le couvercle 9 la partie métallique 50. Ces rondelles 51, 52 réalisent l'étanchéité et l'isolation électrique de la traversée 50 par rapport au couvercle 9 de boitier. Avantageusement, une telle traversée est réalisée comme décrit et revendiqué dans la demande W02013/160820. La cellule électrochimique, logée à l'intérieur du boitier 6 d'accumulateur 5 présente à l'une 10 de ses extrémités latérales, des bandes 30 d'anode 3 non revêtues qui sont soudées à un collecteur de courant 53 replié sur lui-même et soudé à la traversée 50 formant borne de sortie. La cellule électroc que peut être obtenue par bobinage en formant un faisceau de forme cylindrique ou prismatique. Comme cela ressort clairement de la figure 8, le corps 12 de rivet 10 avant sa 10 déformation par gonflement, fait saillie à l'intérieur du boitier 6 d'une hauteur H' sensiblement égale à la hauteur H de saillie de la traversée 50. Ainsi, du fait de la surélévation par le bossage 90, le corps 12 de rivet 10 dégage en dessous de lu '7'7 espace e dans lequel il est possible de mettre les matériaux d'électrode à insertion au lithium, tel que celui de l'anode 3. 15 Autrement dit, comparativement à l'état de l'art illustré en figure 6, le bossage 90 selon l'invention permet d'augmenter la hauteur disponible pour les matériaux d'électrode, et donc la capacité embarquée par un accumulateur Li-ion, et ce en ne diminuant que très peu l'énergie massique puisque les éléments de remplissage et de fermeture étanche, orifice 90 et rivet aveugle 10 restant identiques. 20 Pour réaliser un accumulateur Li-ion selon l'invention, on procède de la manière suivante. On réalise par bobinage un faisceau compo t au moins une cellule électrochimique constituée d'une anode et d'une cathode de part et d'autre d'un séparateur On introduit le faisceau avec le collecteur négatif 53 dans un récipient rigide en 25 aluminium formant uniquement un godet de boitier 6. On soude le collecteur positif avec le fond 8 du godet de boitier 6. On fournit un couvercle 9 de boitier comportant au moins orifice débouchant 90, et un bossage 91 faisant saillie dans lequel est ménagé l'orifice 90. On soude le collecteur négatif 53 à un pôle négatif 50 formant une traversée 30 d'un couvercle 9 de boitier 6. On met en place le couvercle 9 sur le godet en orien ; t le bossage 91 de telle sorte qu'il fasse saillie vers l'extérieur du boitier 6 et soude le couvercle au godet.
Puis on effectue une étape de remplissage t: boitier 6 à l'aide d' électrolyte, au travers de l'orifice débouchant 90 pratiqué dans le bossage 91 du couvercle 9. On met en place un rivet de type aveugle 10 dans l'orifice 90 avec la tête 13 en appui contre la petite base 92 du tronc de cône, le corps 12 à l'intérieur du boitier 6 et la tige 11 qui fait saillie à l'extérieur du boitier 6. On réalise la fermeture étanche de l'orifice 90 par déformation du corps 12 du rivet 10, u rivetage en exerçant un effort de traction sur la tige 11 vers l'extérieur du boitier 6. Bien que non précisé auparavant, on s'assure que la petite base 93 du tronc de 10 cône 91 du bossage soit suffisamment large pour obtenir une bonne surface d'appui étanche avec l'outil de remplissage O tel qu'illustré en figure 4. En outre, on veille à ce que cette petite base 93 soit d'une épaisseur suffisante pour supporter l'effort de traction à exercer sur le rivet 10. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits ; on peut 15 notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées. Le boitier 6 d'accumulateur Li-ion peut tout aussi bien être de géométrie cylindrique que de géométrie prismatique. L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de 20 « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Batterie ou accumulateur au lithium, telle qu'une batterie lithium-ion (Li-ion), comportant un boitier (6) avec un fond (8) et un couvercle (9), le couvercle (9) ou le fond comportant au moins un orifice débouchant (90), adapté au remplissage d'électrolyte à l'intérieur du boitier, l'orifice étant obturé par un corps (12) de rivet (10) à l'état déformé, le couvercle ou le fond comportant en outre un bossage (91) faisant saillie vers l'extérieur du boitier et dans lequel l'orifice (90) est ménagé.
- 2. Batterie ou accumulateur selon la revendication 1, le rivet (10) étant un rivet aveugle.
- 3. Batterie ou accumulateur selon la revendication 1 ou 2, le bossage étant de forme tronconique, l'orifice étant ménagé dans la petite base (93) du tronc de cône (91).
- 4. Batterie ou accumulateur selon l'une des revendications précédentes, comportant une traversée (50) formant borne de sortie, réalisée à travers un orifice débouchant (92) de part et d'autre du couvercle (9) ou du fond et faisant saillie vers l'intérieur du boitier d'une hauteur H, le corps (12) de rivet (10) à l'état non déformé faisant saillie vers l'intérieur du boitier d'une hauteur H' inférieure ou égale à la hauteur H.
- 5. Batterie ou accumulateur selon la revendication 4, la hauteur H' étant inférieure ou égale à 5 mm.
- 6. Batterie ou accumulateur l'une des revendications précédentes, le couvercle 20 et/ou le fond étant en aluminium, tel que l'aluminium 1050 ou 3003.
- 7. Batterie ou accumulateur Li-ion selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle : - le matériau d'électrode(s) négative(s) est choisi dans le groupe comportant le graphite, le lithium, l'oxyde de titanate Li4Ti05012; ou à base de silicium à base de lithi , ou à base d'étain et de leurs alliages ; - le matériau d'électrode(s) positive(s) est choisi dans le groupe comportant le phosphate de fer lithié LiFePO4, l'oxyde de cobalt lithié LiCo02, l'oxyde manganèse lithié, éventuellement substitué, LiMr1204 ou un matériau à base de LiNixMnyCoz02 avec x+y+z = 1, tel que L1Ni0.33 #.33Co0,3302, ou un matériau à base de LiNixCoyA1,02 avec 30 x+y+z = 1, LiMn204, LiNiMnCo02 ou l'oxyde de nickel cobalt i lit LiNiCoA102,
- 8. Couvercle (9) ou fond de boitier, spécialement destiné à être mis en oeuvre dans une batterie selon l'une des revendications 1 à 7, compo t un bossage (91) dans lequel est ménagé au moins un orifice débouchant (90), adapté au remplissage d'électrolyte.
- 9. Procédé de réalisation d'une batterie ou accumulateur au lithium, telle qu'une batterie lithium-ion (Li-ion), compo t un boitier (6) avec un fond (8) et un couvercle (9), selon lequel on réalise les étapes suivantes : a/ fourniture d'un couvercle (9) ou d'un fond de boitier compo t au moins orifice débouchant (90), le couvercle ou le fond comportant en outre un bossage (91) 10 faisant saillie vers l'extérieur du boitier et dans lequel est ménagé l'orifice (90), b/ mise en appui étanche d'u- o» (0) de remplissage d'électrolyte contre le bossage autour de l'orifice, cl remplissage de l'intérieur du boitier (6) avec un électrolyte au travers de l'orifice, 15 d/ mise en place d'un rivet (10) dans l'orifice, e/ fermeture étanche de l'orifice (90) par déformation du corps (12) du rivet (10).
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11135082A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Sony Corp | 角形密閉式電池 |
| JP2003132876A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 密閉型電池および注液孔の封止方法 |
| WO2013046322A1 (fr) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | Batterie |
-
2014
- 2014-01-17 FR FR1450361A patent/FR3016736A1/fr active Pending
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