FR3131101A1 - Faisceau électrochimique, élément de batterie et procédés de fabrication associés - Google Patents
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Abstract
Faisceau électrochimique, élément de batterie et procédés de fabrication associés L’invention concerne un faisceau électrochimique (12) comprenant une pluralité d’empilements (20) comportant chacun une électrode de première polarité (24), une électrode de deuxième polarité (26), un premier séparateur (28) et un deuxième séparateur (29). Chaque électrode de première polarité (24) comprend une languette de connexion électrique (34). Le faisceau électrochimique (12) comprend un premier dispositif de séparation (22) métallique interposé entre chaque paire de languettes de connexion électrique (34) adjacentes. Le premier dispositif de séparation (22) est fixé à au moins une desdites languettes de connexion électrique (34). Le premier dispositif de séparation (22) s’étend, entre chaque paire de languettes de connexion électrique (34) adjacentes, entre un bord inférieur (68) et un bord supérieur (70). Les bord supérieurs (70) du premier dispositif de séparation (22) affleurent sensiblement au niveau des bords supérieurs (54) des languettes de connexion électrique (34). Figure pour l'abrégé : Figure 4
Description
La présente invention concerne selon un premier aspect un faisceau électrochimique comprenant une pluralité d’empilements empilés selon une direction d’empilement,
chaque empilement comportant une électrode de première polarité, une électrode de deuxième polarité, un premier séparateur et un deuxième séparateur, l’électrode de deuxième polarité étant interposée entre le premier séparateur et le deuxième séparateur, le deuxième séparateur étant interposé entre l’électrode de première polarité et l’électrode de deuxième polarité,
l’électrode de première polarité comprenant un collecteur plan, une languette de connexion électrique et une couche comportant une matière active recouvrant au moins une face du collecteur,
la languette de connexion électrique étant dépourvue de la couche comportant la matière active, et faisant saillie à partir d’un bord supérieur du collecteur, la languette de connexion électrique s’étendant entre le bord supérieur du collecteur et un bord supérieur selon une direction verticale sensiblement perpendiculaire à la direction d’empilement.
Cette invention est particulièrement applicable pour les éléments de batterie électrochimiques qui utilisent des électrodes négatives à base d’oxyde de titane lithié (LTO) ou d’oxyde de titane et de niobium (TNO), du graphite, du silicium, le lithium métal ou un alliage, ou tout autre matériau actif qui ne présente pas de risque de dépôt de lithium et donc de formation de dendrites du fait de son haut potentiel de fonctionnement. Cette invention est également applicable pour les éléments de batterie électrochimique qui utilisent des électrodes positives à base d’oxyde lithié de nickel, manganèse et cobalt (NMC), un oxyde lithié de nickel, cobalt et aluminium (NCA), un phosphate de fer lithié (LFP) ou un phosphate lithié mixte de fer et de manganèse (LMFP).
La illustre un exemple d’élément de batterie 100 de l’état de la technique comprenant un tel faisceau électrochimique 102.
Pour récupérer la tension et le courant, le faisceau électrochimique 102 est connecté dans sa partie haute aux bornes 104 de l’élément prismatique via une soudure sur des connecteurs métalliques 106.
A cet effet, lors de la fermeture du godet de l’élément de batterie 100, afin de maximiser l’espace occupé par de la matière active dans l’élément, et, la capacité électrique de l’élément 100, le couvercle qui ferme l’élément de batterie est susceptible d’exercer une contrainte sur la connexion, et par suite, sur les languettes 108 des électrodes.
Comme représenté sur la , celles-ci se replient donc vers l’empilement et adoptent généralement une configuration courbée. Dans cette configuration, les languettes 108 des électrodes positives qui ne sont pas enduites de la couche comportant la matière active se disposent au voisinage des bords supérieurs des collecteurs des électrodes négatives. De la même manière, les languettes 108 des électrodes positives qui ne sont pas enduites de la couche comportant la matière active se disposent au voisinage des bords supérieurs des collecteurs des électrodes positives.
Normalement, le séparateur disposé entre chaque paire d’électrodes positives et négatives en regard s’interpose entre chaque languette d’une électrode positive et le bord supérieur de l’électrode négative en regard, et entre chaque languette d’une électrode négative et le bord supérieur de l’électrode positive.
Cependant, compte tenu de la compression au sein de l’élément et de la présence de couche comportant la matière active jusqu’au bord supérieur de chaque électrode négative, il subsiste un risque substantiel de court-circuit en cas de mauvaise isolation, notamment si le séparateur ne forme pas écran, ou si les connexions électriques sont très tassées. Ceci réduit la fiabilité de l’élément de batterie.
Pour pallier ce problème, il est connu d’enduire la base des languettes des électrodes positives avec un revêtement isolant de protection tel qu’un revêtement plastique ou céramique. Cette solution complique cependant le procédé de fabrication et augmente le coût.
Par ailleurs, dans ce type d’élément de batterie, la zone de pliage des languettes occupe un espace important dans la partie supérieure du godet limitant les dimensions des électrodes à l’intérieur du godet et par conséquent la capacité de l’élément de batterie.
Un but de l’invention est donc de fournir, un faisceau électrochimique pour un élément de batterie qui soit fiable lors de son utilisation et qui permette d’optimiser la capacité électrique et la compacité de l’élément de batterie.
A cet effet, l’invention a pour objet un faisceau électrochimique, tel que défini plus haut, dans lequel le faisceau électrochimique comprend en outre un premier dispositif de séparation métallique interposé entre chaque paire de languettes de connexion électrique adjacentes selon la direction d’empilement, le premier dispositif de séparation étant fixé à au moins une desdites languettes de connexion électrique,
le premier dispositif de séparation s’étendant, entre chaque paire de languettes de connexion électrique adjacentes, entre un bord inférieur et un bord supérieur selon la direction verticale,
les bord supérieurs du premier dispositif de séparation affleurant sensiblement au niveau des bords supérieurs des languettes de connexion électrique des électrodes de première polarité.
Ainsi, les bords supérieurs des languettes de connexion électrique et les bords supérieurs du premier dispositif de séparation définissent une surface adaptée au soudage d’un connecteur électrique. Le premier dispositif de séparation permet de densifier et rigidifier la partie supérieure des languettes de connexion électrique facilitant l’étape de soudage du connecteur électrique.
Il n’est donc plus nécessaire d’effectuer un pliage des languettes de connexion électrique dans la partie supérieure du godet. La hauteur des languettes est donc réduite, ce qui permet d’augmenter les dimensions des électrodes et ainsi d’augmenter la capacité de l’élément de batterie pour une même dimension de godet.
Le faisceau électrochimique peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la hauteur de la languette de connexion électrique prise par rapport au bord supérieur du collecteur est inférieure à 5 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 5 mm ;
- chaque paire de languettes de connexion électrique adjacentes délimitent entre elles un interstice recevant le premier dispositif de séparation, la largeur du premier dispositif de séparation entre les languettes de connexion électrique adjacentes, prise selon la direction d’empilement, étant au moins égale à 60 % de la largeur de l’interstice ;
- les bords inférieurs du premier dispositif de séparation sont disposés à l’écart, selon la direction verticale, des bord supérieurs des collecteurs des électrodes de première polarité de la pluralité d’empilements ;
- le premier dispositif de séparation est soudé à la languette de connexion électrique par au moins une soudure ;
- la soudure est une soudure laser ou une soudure ultrason ;
- chaque languette de connexion électrique s’étend entre un premier bord latéral et un deuxième bord latéral selon une direction horizontale sensiblement perpendiculaire à la direction verticale et la direction d’empilement, le premier dispositif de séparation étant un ruban métallique continu entourant successivement le premier bord latéral d’une languette de connexion électrique et le deuxième bord latéral d’une languette de connexion électrique adjacente ; et
- le premier dispositif de connexion électrique comprend une pluralité d’organes de séparation métalliques, distincts les uns des autres, interposés respectivement entre chaque paire de languettes de connexion électrique adjacentes, chaque organe de séparation s’étendant entre un bord inférieur et un bord supérieur selon la direction verticale, les bords supérieurs du premier dispositif de séparation étant formés par les bords supérieurs des différents organes de séparation.
L’invention a également pour objet un élément de batterie comprenant :
- un godet ou une poche délimitant un volume intérieur,
- au moins un faisceau électrochimique, tel que décrit ci-dessus, disposé dans le volume intérieur,
- au moins un premier connecteur électrique soudé sur les bords supérieurs des languettes de connexion électrique des électrodes de première polarité et sur les bords supérieurs du premier dispositif de séparation.
L’invention porte également sur un procédé de fabrication d’un faisceau électrochimique tel que décrit ci-dessus, le procédé comprenant :
- déposer successivement les empilements selon la direction d’empilement,
- interposer le premier dispositif de séparation entre chaque paire de languettes de connexion électrique adjacentes,
- fixer le premier dispositif de séparation à au moins une desdites languettes de connexion électrique,
la pluralité de bord supérieurs du premier dispositif de séparation affleurant sensiblement au niveau des bords supérieurs des languettes de connexion électrique des électrodes de première polarité.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend la caractéristique suivante : la fixation du premier dispositif de séparation à la languette de connexion électrique est effectuée par soudage.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un élément de batterie comprenant les étapes suivantes :
- fabriquer un faisceau électrochimique selon le procédé décrit ci-dessus,
- insérer le faisceau électrochimique à l’intérieur d’un volume intérieur d’un godet ou d’une poche,
- souder au moins un premier connecteur électrique sur les bords supérieurs des languettes de connexion électrique des électrodes de première polarité et sur les bords supérieurs du premier dispositif de séparation.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la est une vue en perspective d’un élément de batterie de l’état de la technique,
- la est une vue en perspective d’un élément de batterie selon un premier mode de réalisation de l’invention,
- les figures 3 et 4 sont des vues schématiques partielles en perspective et en section des électrodes négatives du faisceau électrochimique de l’élément de batterie de la ,
- la est une vue schématique partielle d’un procédé de fabrication d’un faisceau électrochimique de l’élément de batterie de la , et
- la est une vue en perspective des électrodes négatives d’un faisceau électrochimique selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La illustre un élément de batterie 10 selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La batterie est une batterie électrochimique telle qu’utilisée habituellement dans les véhicules ferroviaires ou dans les aéronefs. D’autres domaines d’application de la batterie sont envisageables, tels que les véhicules automobiles, les systèmes de stockage de l’énergie ou la mobilité électrique.
L’élément de batterie 10 selon l’invention comporte un carter ou godet (non représenté) définissant un volume intérieur et au moins un faisceau électrochimique 12 disposé dans le volume intérieur du godet.
L’élément de batterie comporte un couvercle 14 fermant le volume intérieur du godet, une borne de première polarité 16, ici négative, une borne de deuxième polarité 17, ici positive, un premier connecteur électrique 18 et un deuxième connecteur électrique 19 raccordant électriquement le faisceau électrochimique 12 respectivement à la borne de première polarité 16 et à la borne de deuxième polarité 17, toutes deux accessibles sur le couvercle 14.
Le godet comporte une paroi de fond, et une paroi latérale faisant saillie de la paroi de fond pour délimiter le volume intérieur.
Le godet est de préférence de forme parallélépipédique, en particulier parallélépipédique rectangle. Le volume intérieur du godet s’ouvre à travers une ouverture d’accès qui débouche vers le haut, lorsque la paroi de fond est posée sur un collecteur horizontal.
Dans tout ce qui suit, les orientations sont définies en référence au godet posé sur une surface horizontale, avec sa paroi de fond en contact avec la surface horizontale. Les termes « haut », « bas », « supérieur », « inférieur », « horizontal », « vertical » s’étendent par rapport à cette orientation.
Le couvercle 14 est destiné à se fixer sur le godet pour fermer le volume intérieur vers le haut.
Chaque faisceau électrochimique 12 est reçu dans le volume intérieur. De préférence, le volume occupé par le ou les faisceaux électrochimiques 12 est supérieur à 70% du volume intérieur.
En référence aux figures 3 et 4, chaque faisceau électrochimique 12 comprend une pluralité d’empilements 20 successifs empilés selon une direction d’empilement E, et au moins un premier dispositif de séparation métallique 22.
Chaque empilement 20 comprend une électrode de première polarité 24, en particulier une électrode négative, une électrode de deuxième polarité 26, en particulier une électrode positive, un premier séparateur 28 et un deuxième séparateur 29. L’électrode de deuxième polarité 26 est interposée entre le premier séparateur 28 et le deuxième séparateur 29. Le deuxième séparateur 29 est interposé entre l’électrode de première polarité 24 et l’électrode de deuxième polarité 26.
Chaque faisceau électrochimique 12 est en outre baigné dans un électrolyte, présent dans le volume intérieur pour imprégner les électrodes 24, 26, le premier séparateur 28 et le deuxième séparateur 29.
En référence plus particulièrement à la , l’électrode de première polarité 24, ici l’électrode négative, comporte un collecteur plan 30, une couche 32 comportant une matière active couvrant le collecteur 30 et une languette de connexion électrique 34 faisant saillie vers le haut, selon une direction verticale V sensiblement perpendiculaire à la direction d’empilement E, par rapport au collecteur 30 pour permettre la connexion au premier connecteur électrique 18.
De la même manière, l’électrode de deuxième polarité 26, ici l’électrode positive, comporte également un collecteur plan 36, une couche 38 comportant une matière active couvrant le collecteur 36 et une languette de connexion électrique faisant saillie vers le haut par rapport au collecteur 36 pour permettre la connexion au deuxième connecteur électrique 19.
Le collecteur de chaque électrode 24, 26 est de préférence métallique, par exemple en cuivre ou en aluminium selon la polarité de l’électrode 24, 26. Il constitue un collecteur de courant. Il est par exemple formé d’un feuillard, notamment d’un feuillard mince présentant une épaisseur inférieure à 20 µm.
Le collecteur 30 de chacune des électrodes de première polarité 24 présente par exemple un contour sensiblement polygonal, notamment un contour rectangle. Il s’étend selon la direction verticale V, entre un bord inférieur 42 et un bord supérieur 44, sensiblement perpendiculaire à la direction d’empilement E. Il s’étend selon une direction horizontale H, sensiblement perpendiculaire à la direction verticale V et à la direction d’empilement E, entre un premier bord latéral 46 et un deuxième bord latéral (non représenté). Le premier bord latéral 46 est situé à une distance plus proche de la languette 34 que le deuxième bord latéral 48.
Le bord supérieur 44 s’étend de part et d’autre de la languette 34, qui fait saillie à partir du bord supérieur 44. La hauteur selon la direction verticale V à laquelle s’étend le bord supérieur 44 par rapport au bord inférieur 42 est de préférence identique de part et d’autre de la languette 34.
La languette 34 est de préférence venue de matière avec le collecteur 30. La languette 34 est ainsi obtenue lors de la réalisation du collecteur 30.
La languette 34 présente ici un contour polygonal, par exemple rectangle ou carré. La languette 34 s’étend selon la direction horizontale H entre un premier bord latéral 50 relié au bord supérieur 44 du collecteur 30, et un deuxième bord latéral 52, également relié au bord supérieur 44 du collecteur 30. La languette 34 s’étend en outre entre le bord inférieur 42 du collecteur 30 et un bord supérieur 54 selon la direction verticale V, reliant le premier bord latéral 50 et le deuxième bord latéral 52. Le bord supérieur 54 définit au moins une surface sensiblement plane.
La hauteur de la languette 34 prise par rapport au bord supérieur 44 du collecteur 30 est de préférence inférieure à 3 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 5 mm.
La languette 34 définit une première face 56 et une deuxième face 58 sensiblement parallèle à la première face 56. La deuxième face 58 est disposée à l’opposé de la première face 56. La première face 56 et la deuxième face 58 s’étendent chacune dans des plans sensiblement perpendiculaires à la direction d’empilement E.
Comme visible sur la , les languettes 34 sont disposées les unes à côté des autres selon la direction d’empilement E, la première face 56 d’une languette 34 étant disposée en regard de la deuxième face 58 d’une languette 34 adjacente selon la direction d’empilement E. Les languettes 34 sont avantageusement toutes identiques entre elles.
Chaque languette 34 est espacée d’une languette 34 adjacente, selon la direction d’empilement E, par un interstice 60. L’interstice 60 est défini entre la première face 56 d’une languette 34 et la deuxième face 58 de la languette 34 adjacente.
Dans l’exemple illustré, la largeur de l’interstice 60 prise selon la direction d’empilement E, c’est-à-dire la distance entre la première face 56 d’une languette 34 et la deuxième face 58 de la languette 34 adjacente, est égale à la somme des largeurs de l’électrode de deuxième polarité 26, ici positive, du premier séparateur 28, du deuxième séparateur 29, et de deux couches 32 de matière comportant la matière active recouvrant une face de chacun des collecteurs 30 de deux électrodes de première polarité 24 adjacentes.
La couche 32 comportant la matière active couvre la totalité d’au moins une face du collecteur 30, verticalement entre le bord inférieur 42 et le bord supérieur 44, et horizontalement entre le premier bord latéral 46 et le deuxième bord latéral 48. Elle ne couvre pas la languette 34 qui reste dénudée.
La matière active est par exemple un oxyde de titane lithié ou capable d’être lithié (ou « LTO » ), ou un oxyde de titane et de niobium (ou « TNO ») ou encore un mélange de ces deux composés (LTO/TNO), du graphite, du silicium, le lithium métal ou un alliage.
En variante, la matière active comprend un ou plusieurs des composés suivants : oxyde lithié de nickel, manganèse et cobalt (NMC) de formule Li(NixMnyCoz)O2, oxyde lithié de nickel, cobalt et aluminium (NCA) de formule Li(NixCoyAl1-x-y)O2, phosphate de fer lithié (LFP) de formule LiFePO4, phosphate lithié mixte de fer et de manganèse (LMFP) de formule LiFexMn1-xPO4et/ou un oxyde lithié de nickel et de manganèse (LNMO).
Le collecteur 36 de chacune des électrodes de deuxième polarité 26 présente par exemple un contour sensiblement polygonal, notamment un contour rectangle. Il s’étend selon la direction verticale V entre un bord inférieur 62 et un bord supérieur 64. Il s’étend selon la direction horizontale H entre un premier bord latéral et un deuxième bord latéral. Le premier bord latéral est situé à une distance plus éloignée de la languette que le deuxième bord latéral.
Le bord supérieur s’étend de part et d’autre de la languette, qui fait saillie à partir du bord supérieur. La hauteur à laquelle s’étend le bord supérieur par rapport au bord inférieur est de préférence identique de part et d’autre de la languette.
La languette est de préférence venue de matière avec le collecteur 36. La languette est ainsi obtenue lors de la réalisation du collecteur 36.
La languette présente un contour polygonal, par exemple rectangle ou carré. La languette s’étend horizontalement entre un premier bord latéral relié au bord supérieur 64 du collecteur 36, et un deuxième bord latéral, également relié au bord supérieur 64 du collecteur 36. La languette définit en outre un bord supérieur reliant le premier bord latéral et le deuxième bord latéral. Le bord supérieur définit au moins une surface sensiblement plane.
La hauteur de la languette prise par rapport au bord supérieur du collecteur 36 est de préférence inférieure à 3 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 5 mm.
La hauteur de la languette des électrodes de deuxième polarité 26 est de préférence sensiblement identique à la hauteur de la languette 34 des électrodes de première polarité 24.
La languette définit une première face et une deuxième face sensiblement parallèle à la première face disposée à l’opposé de la première face.
De manière similaire aux languettes 34 des électrodes de première polarité 24, les languettes des électrodes de deuxième polarité 26 sont disposées les unes à côté des autres selon la direction d’empilement E, en regard l’une de l’autre. Elles sont avantageusement toutes identiques entre elles.
Chaque languette est espacée d’une languette adjacente, selon la direction d’empilement E, par un interstice. L’interstice est défini entre la première face d’une languette et la deuxième face de la languette adjacente.
La largeur de l’interstice prise selon la direction d’empilement E, c’est-à-dire la distance entre la première face d’une languette et la deuxième face de la languette adjacente, est égale à la somme des largeurs de l’électrode de première polarité 24, ici négative, du premier séparateur 28, du deuxième séparateur 29, et de deux couches 32 de matière comportant la matière active recouvrant chacun des collecteurs 36 de deux électrodes 26 adjacentes.
La couche 32 comportant la matière active couvre la totalité d’au moins une face du collecteur 36, verticalement entre le bord inférieur 62 et le bord supérieur 64, et horizontalement entre le premier bord latéral et le deuxième bord latéral. Elle ne couvre pas la languette qui reste dénudée.
Les languettes 34 des électrodes 24 de la première polarité, ici négative, sont disposées à l’écart des languettes des électrodes de la deuxième polarité 26, ici positive, selon la direction horizontale H
Chacun des premier et deuxième séparateurs 28, 29 est formé d’une ou plusieurs feuilles, préférentiellement d’une ou plusieurs feuilles isolantes électriques. Chaque feuille est par exemple formée d’une feuille de matériau polymère, notamment d’une feuille de polyoléfine qui est de préférence perméable aux ions lithium.
Le premier séparateur 28 et le deuxième séparateur 29 sont de préférence identiques entre eux.
L’épaisseur de chacun des premier et deuxième séparateurs 28, 29 est par exemple inférieure à 25 µm.
L’électrolyte est par exemple liquide. Il est par exemple formé d’un électrolyte organique contenant des seuls de lithium comme le LiPF6et des solvants. En variante l’électrolyte est sous forme d’un solide ou d’un gel, par exemple à base de polymères de polyfluorure de vinylidène (PVDF) ou d’un copolymère de polyfluorure de vinylidène et d’hexafluoropropylène (PVDF-HFP) ainsi que des solvants ou des sels.
De préférence, le faisceau électrochimique comprend un premier dispositif de séparation métallique 22 fixé aux languettes 34 des électrodes de première polarité 24 et un deuxième dispositif de séparation métallique (non représenté) fixé aux languettes des électrodes de deuxième polarité 26. Dans la suite de la description, seul le premier dispositif de séparation 22 fixé sur les languettes 34 des électrodes de première polarité 24 sera décrit en détail. Cependant, il est entendu que le deuxième dispositif de séparation est fixé de manière similaire aux languettes des électrodes de deuxième polarité 26.
Selon l’invention, le premier dispositif de séparation métallique 22 est interposé entre chaque paire de languettes 34 adjacentes des électrodes de première polarité 24, ici négative. Plus particulièrement, le premier dispositif de séparation 22 est disposé dans chaque interstice 60 délimité entre deux languettes 34 adjacentes.
Le premier dispositif de séparation 22 est fixé à au moins une des languettes 34 des électrodes 24 de chacune des paires d’électrodes 24 adjacentes.
En variante, le premier dispositif de séparation 22 est fixé à chacune des languettes 34 des électrodes 24 de chacune des paires d’électrodes 24 adjacentes.
Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, le premier dispositif de séparation 22 est soudé sur la ou les languettes de chaque paire d’électrodes 24 adjacentes, par au moins une soudure 66 ( ).
La soudure 66 est par exemple une soudure laser ou une soudure ultrason.
Le premier dispositif de séparation 22 connecte alors électriquement entre elles la pluralité de languettes de connexion électrique 34 des électrodes de première polarité 24.
En variante (non représenté), le dispositif de séparation 22 est collé sur la ou les languettes de chaque paire d’électrodes 24 adjacentes au moyen d’un adhésif.
L’adhésif est par exemple du polyfluorure de vinylidène (PVDF).
Le premier dispositif de séparation 22 s’étend, entre les languettes 34 de chaque paire d’électrodes 24 adjacentes, entre un bord inférieur 68 et un bord supérieur 70 selon la direction verticale V.
Chaque bord supérieur 70 du premier dispositif de séparation 22 s’étend entre les bords supérieurs 54 de deux languettes 34 adjacentes selon la direction d’empilement E.
Le premier dispositif de séparation 22 est disposé à l’écart des collecteurs 30, 36 des électrodes de première polarité 24 et des électrodes de deuxième polarité 26, au-dessus des collecteurs 30, 36, selon la direction verticale, pour éviter tout contact avec les couches 32 comportant la matière active et les électrodes de deuxième polarité 26.
Selon l’invention, les bords supérieurs 70 du premier dispositif de séparation 22 affleurent sensiblement au niveau des bords supérieurs 54 des languettes de connexion électrique 34 de la pluralité d’électrodes de première polarité 24.
Par « sensiblement », on entend que la différence de hauteur entre les bords supérieurs 54 des languettes 34 de connexion électrique et les bords supérieurs 70 du premier dispositif de séparation 22, prise selon la direction verticale, est comprise entre 0 mm et 0,5 mm.
Dit autrement, les bords supérieurs 70 du premier dispositif de séparation 22 et les bords supérieurs 54 des languettes 34 s’étendent sensiblement dans un même plan P, sensiblement parallèle à la direction d’empilement E.
La largeur du premier dispositif de séparation 22 prise selon la direction d’empilement E entre deux languettes 34 de connexion électrique adjacentes est par exemple comprise entre 60 % et 90 % de la largeur de l’interstice 60.
Avantageusement, le premier dispositif de séparation 22 est en contact avec la languette 34 adjacente à la languette 34 sur laquelle est fixée le premier dispositif de séparation 22. Dit autrement, la somme des largeurs du premier dispositif de séparation 22 entre deux languettes 34 de connexion adjacentes et de la ou des soudures 66 est sensiblement égale à la largeur de l’interstice 60. Dit encore autrement, le premier dispositif de séparation 22 est fixé sur la première face 56 d’une languette 34 et est en contact avec la deuxième face 58 de la languette 34 adjacente.
Dans l’exemple illustré, le premier dispositif de séparation 22 est formé par un ruban métallique 72 continu entourant successivement, selon la direction verticale, le premier bord latéral 50 d’une languette 34 de connexion électrique et le deuxième bord latéral 52 d’une languette 34 de connexion électrique adjacente.
Le premier connecteur électrique 18 comprend au moins une face inférieure sensiblement plane soudée sur les bords supérieurs 70 du premier dispositif de séparation 22 et sur les bords supérieurs 54 des languettes 34 de connexion électrique des électrodes de première polarité 24.
Un procédé de fabrication du faisceau électrochimique 12 va maintenant être décrit en référence à la .
Initialement, les collecteurs 30, 36 sont fabriqués en déroulant une bande de feuillard métallique.
La bande de feuillard métallique est préalablement enduite d’une encre comportant notamment la matière active pour former chaque électrode.
Le contour de chacun des collecteurs 30, 36 est obtenu par emboutissage.
Avantageusement, l’encre contient en outre un liant et un composé électronique. Le dépôt forme la couche 32 comportant la matière active.
Les languettes 34 ne sont pas enduites d’encre comportant la matière active.
Chaque empilement 20 est réalisé, en disposant une électrode de première polarité 24, ici négative, en regard d’une électrode de deuxième polarité 26, ici positive, avec l’interposition du premier séparateur 28 et du deuxième séparateur 29.
Les empilements 20 sont ensuite eux-mêmes empilés successivement les uns à la suite des autres selon la direction d’empilement E.
Au fur et à mesure de l’empilement, entre deux empilements 20 adjacents, le premier dispositif de séparation 22, ici le ruban métallique 72, est interposé entre chaque paire de languettes de connexions électrique 34 adjacentes.
Le premier dispositif de séparation 22 est ensuite fixé sur au moins une des languettes 34 de deux électrodes 24 adjacentes pour que le bord supérieur 70 du premier dispositif de fixation 22 affleure sensiblement au niveau des bords supérieurs 54 des languettes de connexion électrique 34 adjacentes.
La fixation est avantageusement réalisée par soudage à ultra-sons en utilisant une sonotrode 74.
Par exemple, la section transversale de la tête de la sonotrode 74 est comprise entre 2 mm et 4 mm.
De préférence, on réalise une ou plusieurs soudures sensiblement ponctuelles entre le premier dispositif de séparation 22 et la languette 34. En variante, on réalise un trait de soudure entre le premier dispositif de séparation 22 et la languette 34.
La section soudée sur chaque languette 34 est par exemple comprise entre 1 mm² et 10 mm², de préférence au moins égale à 2 mm². La section soudée est choisie de sorte à assurer une bonne tenue mécanique des composants entre eux.
Dans l’exemple illustré, on entoure les languettes de connexion électrique 34 avec le ruban métallique 72 continu en entourant successivement selon la direction verticale V le premier bord latéral 50 d’une languette 34 et le deuxième bord latéral 52 de la languette 34 adjacente.
Le procédé de fabrication a ici été décrit pour les languettes de connexion électrique 34 des électrodes de première polarité 24, ici négative. Il est entendu que l’on procède de manière similaire pour fixer le deuxième dispositif de séparation sur les languettes de connexion électriques des électrodes de deuxième polarité 26, ici positive.
Un procédé de fabrication d’un élément de batterie 10 tel que décrit plus haut va maintenant être décrit.
Le faisceau électrochimique 12 fabriqué tel que ci-dessus est inséré dans le volume intérieur du godet.
On soude alors le premier connecteur électrique 18 sur les bords supérieurs 54 des languettes de connexion électrique 34 des électrodes de première polarité 24 et sur les bords supérieurs 70 du premier dispositif de séparation 22.
De préférence, on fait la même chose pour le deuxième connecteur électrique 19 en le soudant sur les bords supérieurs des languettes de connexion électrique des électrodes de deuxième polarité 26 et sur les bords supérieurs du deuxième dispositif de séparation.
Le couvercle 14 muni des bornes 16, 17 est placé au-dessus du godet de sorte que les bornes 16, 17 soient en contact électrique avec respectivement le premier connecteur électrique 18 et le deuxième connecteur électrique 19.
Ainsi, les bords supérieurs 54 des languettes 34 et les bords supérieurs 70 du premier dispositif de séparation 22 disposés sensiblement dans un même plan facilitent le soudage du premier connecteur électrique 18.
Au contraire de l’élément de batterie 100 de l’état de la technique représenté sur la , il n’est pas nécessaire ici de plier les languettes à l’intérieur du godet ce qui minimise le risque de courts-circuits dans la zone de pliage dû au contact entre les électrodes de première polarité et les électrodes de deuxième polarité.
De plus, comme il n’est pas nécessaire de plier les languettes, la hauteur des languettes 34 du faisceau 12 selon l’invention est relativement plus courte que les languettes de l’état de la technique. Pour un même godet, il est ainsi possible d’augmenter les dimensions des collecteurs des électrodes recouverts de la matière active, et ainsi d’augmenter la capacité de l’élément de batterie. Pour une même dimension de godet, le gain relatif en capacité entre un élément de batterie 100 de l’état de la technique et un élément de batterie 12 selon l’invention est compris entre 5% et 8%.
Un deuxième mode de réalisation de réalisation va maintenant être décrit par différences par rapport au premier mode de réalisation, en référence à la .
Dans ce mode de réalisation, le premier dispositif de séparation 22 et le deuxième dispositif de séparation sont chacun formés par une pluralité d’organes de séparation 76 distincts les uns des autres. Chaque organe de séparation 76 du premier dispositif de séparation 22 est interposé entre chaque paire de languettes de connexion 34 adjacentes.
Les organes de séparation 76 sont de préférence tous identiques entre eux.
Chaque organe de séparation 76 s’étend verticalement entre un bord inférieur 78 et un bord supérieur 80. Il s’étend horizontalement entre un premier bord latéral 82 et un deuxième bord latéral 84. Le premier bord latéral 82 et le deuxième bord latéral 84 relient le bord supérieur 80 et le bord inférieur 78.
Par exemple, la longueur de chaque organe de séparation 76 prise selon la direction horizontale H entre le premier bord latéral 82 et le deuxième bord latéral 84 est comprise entre 50 % et 100 % de la longueur des languettes 34 prise selon cette même direction.
De préférence, la longueur de chaque organe de séparation 76 est sensiblement égale à la longueur de chacune des languettes 34.
Les procédés de fabrication du faisceau électrochimique 12 et de l’élément de batterie 10 associée sont identiques aux procédés décrit précédemment.
Dans une variante aux modes de réalisation décrits ci-dessus, le godet est remplacé par une poche souple contenant le ou les faisceaux électrochimiques décrits plus haut.
Claims (12)
- Faisceau électrochimique (12) comprenant une pluralité d’empilements (20) empilés selon une direction d’empilement (E),
chaque empilement (20) comportant une électrode de première polarité (24), une électrode de deuxième polarité (26), un premier séparateur (28) et un deuxième séparateur (29), l’électrode de deuxième polarité (26) étant interposée entre le premier séparateur (28) et le deuxième séparateur (29), le deuxième séparateur (29) étant interposé entre l’électrode de première polarité (24) et l’électrode de deuxième polarité (26),
l’électrode de première polarité (24) comprenant un collecteur (30) plan, une languette de connexion électrique (34) et une couche (32) comportant une matière active recouvrant au moins une face du collecteur (30),
la languette de connexion électrique (34) étant dépourvue de la couche (32) comportant la matière active, et faisant saillie à partir d’un bord supérieur (44) du collecteur (30), la languette de connexion électrique (34) s’étendant entre le bord supérieur (44) du collecteur (30) et un bord supérieur (54) selon une direction verticale (V) sensiblement perpendiculaire à la direction d’empilement (E),
caractérisé en ce que le faisceau électrochimique (12) comprend en outre un premier dispositif de séparation (22) métallique interposé entre chaque paire de languettes de connexion électrique (34) adjacentes selon la direction d’empilement (E), le premier dispositif de séparation (22) étant fixé à au moins une desdites languettes de connexion électrique (34),
le premier dispositif de séparation (22) s’étendant, entre chaque paire de languettes de connexion électrique (34) adjacentes, entre un bord inférieur (68) et un bord supérieur (70) selon la direction verticale (V),
les bord supérieurs (70) du premier dispositif de séparation (22) affleurant sensiblement au niveau des bords supérieurs (54) des languettes de connexion électrique (34) des électrodes de première polarité (24). - Faisceau électrochimique (12) selon la revendication 1, dans lequel la hauteur de la languette de connexion électrique (34) prise par rapport au bord supérieur (44) du collecteur (30) est inférieure à 5 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 5 mm.
- Faisceau électrochimique (12) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque paire de languettes de connexion électrique (34) adjacentes délimitent entre elles un interstice (60) recevant le premier dispositif de séparation (22), la largeur du premier dispositif de séparation (22) entre les languettes de connexion électrique (34) adjacentes, prise selon la direction d’empilement (E), étant au moins égale à 60 % de la largeur de l’interstice (60).
- Faisceau électrochimique (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les bords inférieurs (68) du premier dispositif de séparation (22) sont disposés à l’écart, selon la direction verticale (V), des bord supérieurs (44) des collecteurs (30) des électrodes de première polarité (24) de la pluralité d’empilements (20).
- Faisceau électrochimique (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le premier dispositif de séparation (22) est soudé à la languette de connexion électrique (34) par au moins une soudure (66).
- Faisceau électrochimique (12) selon la revendication 5, dans lequel la soudure est une soudure laser ou une soudure ultrason.
- Faisceau électrochimique (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque languette de connexion électrique (34) s’étend entre un premier bord latéral (50) et un deuxième bord latéral (52) selon une direction horizontale (H) sensiblement perpendiculaire à la direction verticale (V) et la direction d’empilement (E), le premier dispositif de séparation (22) étant un ruban métallique (72) continu entourant successivement le premier bord latéral (50) d’une languette de connexion électrique (34) et le deuxième bord latéral (52) d’une languette de connexion électrique (34) adjacente.
- Faisceau électrochimique (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le premier dispositif de connexion électrique (22) comprend une pluralité d’organes de séparation (76) métalliques, distincts les uns des autres, interposés respectivement entre chaque paire de languettes de connexion électrique (34) adjacentes, chaque organe de séparation (76) s’étendant entre un bord inférieur (78) et un bord supérieur (80) selon la direction verticale (V), les bords supérieurs (70) du premier dispositif de séparation (22) étant formés par les bords supérieurs (80) des différents organes de séparation (76).
- Elément de batterie (10) comportant :
- un godet ou une poche délimitant un volume intérieur,
- au moins un faisceau électrochimique (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 disposé dans le volume intérieur,
- au moins un premier connecteur électrique (18) soudé sur les bords supérieurs (54) des languettes de connexion électrique (34) des électrodes de première polarité (24) et sur les bords supérieurs (70) du premier dispositif de séparation (22). - Procédé de fabrication d’un faisceau électrochimique (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé comprenant :
- déposer successivement les empilements (20) selon la direction d’empilement (E),
- interposer le premier dispositif de séparation (22) entre chaque paire de languettes de connexion électrique (34) adjacentes,
- fixer le premier dispositif de séparation (22) à au moins une desdites languettes de connexion électrique (34),
la pluralité de bord supérieurs (70) du premier dispositif de séparation (22) affleurant sensiblement au niveau des bords supérieurs (54) des languettes de connexion électrique (34) des électrodes de première polarité (24). - Procédé de fabrication selon la revendication 10, dans lequel la fixation du premier dispositif de séparation (22) à la languette de connexion électrique (34) est effectuée par soudage.
- Procédé de fabrication d’un élément de batterie (10), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- fabriquer un faisceau électrochimique (12) selon la revendication 10 ou 11,
- insérer le faisceau électrochimique (12) à l’intérieur d’un volume intérieur d’un godet ou d’une poche,
- souder au moins un premier connecteur électrique (18) sur les bords supérieurs (54) des languettes de connexion électrique (34) des électrodes de première polarité (24) et sur les bords supérieurs (70) du premier dispositif de séparation (22).
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060154142A1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-13 | Shenzhen Grepow Battery Co., Ltd. | New-type Ni-MH power battery |
| US20180175359A1 (en) * | 2015-06-22 | 2018-06-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for producing an electrochemical bundle for a metal-ion accumulator comprising metal foam at the ends of foils |
| US20180190962A1 (en) * | 2015-06-22 | 2018-07-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for producing an electrochemical bundle for a metal-ion accumulator comprising folding or coiling the foil ends around themselves |
-
2021
- 2021-12-22 FR FR2114203A patent/FR3131101B1/fr active Active
-
2022
- 2022-12-20 WO PCT/EP2022/086899 patent/WO2023118077A1/fr unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060154142A1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-13 | Shenzhen Grepow Battery Co., Ltd. | New-type Ni-MH power battery |
| US20180175359A1 (en) * | 2015-06-22 | 2018-06-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for producing an electrochemical bundle for a metal-ion accumulator comprising metal foam at the ends of foils |
| US20180190962A1 (en) * | 2015-06-22 | 2018-07-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method for producing an electrochemical bundle for a metal-ion accumulator comprising folding or coiling the foil ends around themselves |
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