Brevet FR2007685A1 — publié le 19700109

î 2007685 la présente invention concerne un procédé pour le séchage des électrodes d'accumulateurs. Pour construire des batteries chargées à -sec il y a trois opérations essentielles qui doivent être exécutées: (a) charger 5 les électrodes; (b) sécher les électrodes; et (c) après avoir espacé alternativement les électrodes positives et négatives dans des ensembles connus sous le nom d'"empilement" ; relier mécaniquement et connecter électriquement ensemble les électrodes positives de l'empilement par une barrette de connexion 10 positive et les électrodes négatives de 1'empilement par une barrette de connexion négative pour former des ensembles connus sous le nom d ^éléments". A l'exception du fait que l'opération (b) ci-dessus doit toujours suivre l'opération (a), on est libre de choisir la séquence suivant laquelle ces opéra-15 tions sont exécutées. Dans la présente invention, les électrodes sont séchées pendant qu'elles se trouvent dans le bac de la batterie d'accumulateurs par un agent de séchage qui pénètre par une ouverture prévue à une première extrémité du bac et qui sort par une ou-20 verture prévue à l'autre extrémité de ce dernier. Les électrodes peuvent se trouver dans le bac pendant le séchage soit sous la forme d'électrodes non connectées dans des empilements soit sous la forme d'électrodes connectées dans des éléments; et en revenant aux opérations indiquées plus haut, l'opération (c) 25 peut être exécutée soit avant soit après l'opération (b ). Il est préférable d'utiliser la séquence (c), (a), (b), du fait que les électrodes peuvent être placées d'abord dans le bac, puis connectées ensuite aux barrettes de connexion, puis chargées et enfin séchées, le bac servant par suite de montage ou d'élé-30 ment de fixation pour les opérations (c), (a) et (b), ce qui permet de réduire le nombre de connexions et de déconnexions électriques nécessaires pour la charge. On peut utiliser des agents de séchage à la fois gazeux et liquides. L'agent de séchage peut également servir d'agent de chauffage. La présente 35 invention combine les avantages qu'on obtient en étant capable d'utiliser le bac plutôt qu'un élément d'équipement séparé cont-me montage ou élément de fixation des électrodes pendant la formation et le séchage en obtenant un séchage supérieur en faisant écouler 1'agent de séchage en regard des électrodes es 69 13945 2 2007685 sentiellement suivant un seul sens au lieu de le faire passer en inversant son sens de passage. L'invention peut également s'appliquer à des batteries à élément simple et à. éléments multiplet. Elle s'applique également à des batteries rechar-5 geables (batteries secondaires ou d'accumulateurs) et à des batteries non rechargeables (batteries primaires ou piles). D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif,; mais nulle-10 ment limitatif une forme de réalisation conforme à 1'invention^ Sur ces dessins, La îigure 1 est une vue schématique représentant des électrodes humides dans les compartiments de l'élément de la 15 partie supérieure du bac. Des flèches indiquent le sens d'écoulement d'un agent de séchage passant dans l'ouverture formée à une première extrémité de la partie supérieure du bac et qui est évacué par 1'ouverture formée à 1'autre extrémité de la partie supérieure du bac. 20 La figure 2 est une vue éclatée d'une batterie dans la quelle le bac est constitué par deux parties.,L'intérieur du bac est divisé par des cloisons en six compartiments. Un empilement d'électrodes espacées alternativement positives et négatives destinées à être introduit dans l'un des comparti-25 ments de l'élément est également représenté. La figure 2 qui apparaît également dans la demande de brevet des Etats Unis d'Amérique déposée le par la .même Demanderesse sert à expliquer l'un des modes de réalisation préférés de la présente invention. La figure repré-30 sente les pièces constitutives d'une batterie à ; six éléments réalisée suivant l'un des procédés de la demande de brevet des Etats Unis d'Amérique précitée. Gomme on le voit sur la figure 2,. le bac est divisé en une partie supérieure 10 et une partie inférieure 12, chaque 35 partie étant munie de cloisons 14 qui divisent son espace intérieur en compartiments 16. Un couvercle séparé 27 est prévu pour le bac. Dans chacun des compartiments. 16 d.e- l' élément est disposé un empilement 18 comprenant des électrodes.espacées alternativement positives 20 et alternativement négatives 22. La 69 13945 3 2007685 pile pourrait ne comporter qu'une seule électrode positive et une seule électrode négative mais d'une manière typique, elle comprend un certain nombre d'électrodes de chacune des polarités et c'est une pratique courante dans l'industrie des accumu-5 lateurs d'automobiles de prévoir une électrode négative de plus que les électrodes positives. Ces électrodes qu'on voit sur la figure 2 sont souvent appelées des "plaques", sans doute à cause de leur configuration mince, plane en forme de plaque, ces caractéristiques n'étant pas des exigences essentielles 10 pour les électrodes, cependant, ni pour les batteries d'automobiles ni les batteries destinées à d'autres applications, et les électrodes à laquelle se rapporte la présente invention pourraient également être rondes, épaisses ou de configuration tubulaire. Lorsque les électrodes doivent être rapprochées les 15 unes des autres il est courant de disposer des séparateurs isolants entre les électrodes voisines comme éléments de 1'empilement pour empêcher les électrodes voisines de se décharget les unes contre les autres, mais si les électrodes doivent être espacées et être éloignées les unes des autres, ou bien si on 20 peut imaginer un autre moyen quelconque pour empêcher une autodécharge, alors ces séparateurs ne constituent pas des éléments essentiels de l'empilement. Les séparateurs sont des éléments courants des empilements utilisés dans les batteries d'automobiles. L'empilement représenté sur la figure 2, qui eonsti-25 tue un exemple d'un grand nombre de ceux qu'on utilise actuellement dans les batteries d'automobiles peut être disposé dans l'un des compartiments de l'élément de la partie supérieure du bac dans lequel deux opérations sont ensuite exécutées; les électrodes sont connectées à des barrettes de connexion 28 et 30 34, et les électrodes chargées et humides sont séchées. Ces deux opérations peuvent être exécutées suivant l'une ou l'autre de deux séquences possibles, mais avec l'une ou l'autre séquence les électrodes doivent bien entendu être chargées avant de pouvoir les sécher. 35 Bien que sur la figure 2, on ait représenté les barrettes de connexion 28 comme traversant les cloisons 24, disposition qui constitue une caractéristique essentielle de la demande de brevet précitée, cette caractéristique n'est nullement nécessaire pour la présente invention. Pour celle-ci, les barrettes 69 13945 4 2007685 de connexion 28 pourraient passer au-dessus des cloisons du "bac au lieu de les traverser. Pour la présente invention, il n'est pas obligatoire que la barrette de connexion en une seule pièce 28 pénètre dans deux compartiments voisins de l'élé-5 ment alors que cette disposition est essentielle dans l'art antérieur précité, ces barrettes ici pourraient être des barrettes de connexion pour élément simple connecté aux électrodes dans chaque compartiment de l'élément et ces barrettes de connexion pourraient être connectées électriquement par une bar-10 rette de connexion séparée entre éléments s'étendant au-dessus de la cloison ou à travers celle-ci, lesquelles barrettes de connexion entre éléments pourraient être construites suivant l'un quelconque d'un grand nombre de procédés différents. Après avoir placé les électrodes chargées dans le compar-15 timent de l'élément de la partie supérieure du bac, on fait passer l'agent de séchage par l'ouverture prévue à une première extrémité du compartiment de l'élément et on l'évacué par 1 ' ouverture prévue à 1 ' autre extrémité de 'celui-ci'. Bien qu'une exigence présentée par la présente invention 20 soit qu'il y ait au moins une ouverture à la fois à l'extrémité supérieure et à l'extrémité inférieure du compartiment de l'élément dans lequel les électrodes qui doivent être séchées sont disposées, il va de soi qu'il prête une grande souplesse dans le concept de ce qui constitue une ouverture. La partie 25 supérieure 10 du bac qu'on voit sur la figure 2 constitue une illustration extrême en représentant les deux extrémités du bac comme étant complètement ouvertes; cet agencement est particulièrement avantageux du fait qu'il permet à l'agent de séchage de s'écouler rapidement à travers le bac, avec un seul 30 sens d'écoulement (voir lig. 1) ce qui auparavant n'était obtenu que lorsque les électrodes étaient séchées à l'extérieur du bac. D'autres agencements cependant sont possibles dans lesquels on prévoit des fermetures partielles sur l'une des extrémités ou sur les deux extrémités du bac. Comme premier 35 exemple de variante, dans la demande de brevet précitée, on a montré que le couvercle peut être construit d'une manière solidaire de la partie supérieure du bac si des ouvertures suffisantes pour permettre d'accéder aux électrodes et aux barrettes de connexion sont prévues; ces ouvertures constituant des 69 13945 •5 2007685 ouvertures à une première extrémité du bac. Comme autre exemple dans une batterie de construction classique, le bac est constitué par une seule pièce au lieu d'être constitué de deux pièces comme représenté et décrit dans la demande de brevet pré-5 citée, et un couvercle séparé présentant des ouvertures formées par des bouchons évents est appliqué au bac (sur la figure 2 on a représenté des ouvertures de bouchons évents 41 sur le couvercle 27). Si les ouvertures des bouchons évents sont réalisées à la partie inférieure (partie inférieure au mo-10 ment des essais, sommet lorsque la batterie est en service) du bac au lieu d'être prévus sur le couvercle, les ouvertures des bouchons évents constituent une ouverture à l'extrémité inférieure du bac. Comme autre exemple, le couvercle 27 qu'on voit sur la figure 2 peut être scellé à la partie supérieure 10 du 15 bac avant le séchage, et les ouvertures 41 des bouchons d'évents peuvent servir comme ouvertures nécessaires au sommet du bac. Ce qui est essentiel, c'est qu'il doit y avoir au moins une ouverture à la fois au sommet et au bas de chaque compartiment d'éléments du bac, ces ouvertures pouvant se présenter suivant 20 diverses dimensions et formes. Bien que la description se soit rapportée jusqu'à présent à des batteries à éléments multiples telles que celles représentées sur les dessins-, la présente invention s'applique également à des batteries à élément simple. Dans les batteries à 25 élément simple; l'intérieur du bac est un seul compartiment au lieu d'être divisé par des cloisons en deux ou en un plus grand nombre de compartiments de l'élément, et des barrettes de connexion ne s'étendent pas depuis un compartiment à un autre et ne sont pas connectées par des barrettes de connexion 30 entre éléments, mais autrement tout ce qui a été dit plus haut peut s'appliquer également aux batteries à élément simple. La présente invention s'applique de même à des batteries rechargeables (batteries secondaires ou d'accumulateurs) et à des batteries non rechargeables (batteries primaires ou piles). 35 Bien que les deux inventions soient essentiellement indé pendantes l'une de l'autre, la présente invention peut être u-tilisée d'une manière commode avec l'invention décrite dans la demande de brevet précitée. Dans l'autre demande de brevet on 13 6 2007685 décrit un procédé suivant lequel les barrettes de connexion traversent les cloisons de la partie supérieure d'un bac en deux pièces, les électrodes étant connectées aux barrettes de connexion à l'intérieur du bac, procédé qui est indépendant de 5 la manière de charger les électrodes, de l'emplacement où elles sont chargées et même qu'elles soient ou non chargées pendant la construction de ,1a batterie et qui est également indépendant de la manière de sécher les électrodes de l'emplacement où on" les sèche, et même du fait qu'elles sont séchées ou non 10 après avoir été chargées. Bien que la partie supérieure du bac décrit dans la demande de brevet précitée convienne parfaitement pour être utilisée avec l'invention suivant la présente demande, la présente invention peut être mise en oeuvre aussi facilement en utilisant la partie supérieure d'un bac dans la-15 quelle les barrettes de connexion ne traversent pas les cloisona De même, il n'est pas essentiel pour la présente invention que le bac de tous les modes de réalisation soit construit en deux parties, la seule exigence essentielle se rapportant à la construction du bac étant qu'il y ait au moins une ouverture à 20 la fois au sommet et à la partie inférieure de chaque compartiment de l'élément. En ce qui concerne les séquences indiquées au début de la présente demande, il est préférable d'utiliser la présente invention suivant la séquence (c), (a), (b) et avec l'inven-25 tion suivant la demande de brevet des Etats Unis d'Amérique précitée. Lorsqu'on utilise la partie supérieure 10 du bac dans laquelle les barrettes de connexion traversent les cloisons, on commence par placer 1'empilement dans la partie supérieure du bac, on connecte ensuite les électrodes aux barrettes de con-30 nexion, ensuite on charge les électrodes, et finalement on les sèche en faisant passer un agent de séchage par une extrémité de la partie supérieure du bac en l'évacuant par l'autre extrémité de la partie supérieure de celui-ci. Les avantages de ce procédé résident dans l'écoulement en un seul sens de l'a-35 gent de séchage à travers le bac, dans l'utilisation du bac comme montage ou élément de fixation pendant chacune des opérations (c), (a) et (b); et dans la réduction à un minimum à la fois du 69 13945 7 2007685 nombre de fois que les électrodes doivent être manipulées individuellement et du nombre de connexions et de connexions électriques nécessaires pour la charge. f Il va de soi que la présente invention/cLé^rite et repré-5 sentes ' qu'à titre d'exemple préférentiel explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs définis par les revendications annexées. 69 13945 s 2P07685 BEVBTOICiJIOHS 1. Procédé utilisé dans un bac de batterie comportant au moins une ouverture à la fois aux extrémités supérieure et inférieure d'un compartiment d'un élément et comportant dans ce compartiment de l'élément des électrodes de batteries char-5 gées qui doivent être séchées, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: faire passer un agent de séchage dans l'ouverture formée à une première extrémité du compartiment de l'élément et évacuer l'agent de séchage par l'ouverture formée à l'autre extrémité du compartiment de l'élément. 10 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un agent de séchage dans l'ouverture formée à une première extrémité du compartiment de l'élément dans la partie supérieure du bac et à évacuer l'agent de séchage par l'ouverture formée à l'autre extrémité du com- 15 partiment de l'élément dans la partie supérieure du bac. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un agent de séchage dans l'ouverture formée à une première extrémité du compartiment de l'élément et à évacuer l'agent de séchage par l'ouverture formée à 20 l'autre extrémité du compartiment de l'élément. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un agent de séchage dans l'ouverture formée à une première, extrémité du compartiment de l'élément et à évacuer l'agent de séchage par l'ouverture for- 25 mée à l'autre extrémité du compartiment de l'élément.