Brevet FR2006453A1 — publié le 19691226

La présente invention se rapporte à une pile électrique, plus particulièrement une pile électrique alcaline enfermée dans un récipient métallique extérieur dont la section terminale fermée constitue une surface de contact extérieure de ladite pile, 5 et dans un récipient métallique intérieur qui y fait face en opposition et est séparé par un isolant vis-^à-vis du récipient extérieur, de manière que sa section terminale forme l'autre surface de la pile,, une matière d'étanchéité pu de scellement compressible et isolante étant disposée entre, les bords de chaque réci-10 pient, et une surface de support étant ménagée dans l'autre récipient à 1*opposé dudit bord* On sait couramment qu'un gaz, habituellement de l'hydrogène, peut être créé à l'intérieur des piles électriques, qui sont scellées de façon étanche pour empêcher tan suintement de l'électro-15 lyte, et de telles créations de gaz peuvent provoquer une surpression dangereuse dans la pile, XI en est particulièrement ainsi si l'équilibrage chimique des matières de la pile est très difficile à exécuter, ce qui signifie que la création d'hydrogène ne s'arrête pas en même temps que la fin de la décharge de la pile, mais 20 qu'une décharge prolongée peut provoquer au contraire une création intense de gaz. De plus, il faut que lesdites piles électriques soient scellées de façon très efficace, étant donné que l'électro-lyte alcalin a extrêmement tendance à suinter ou à fuir» Dans certaines piles, par exemple des piles comportant tin seul joint iso-25 lant entre un couvercle métallique et un récipient métallique, il faut ventiler la pile en utilisant diverses structures de joints isolants, de manière, par exemple, que les joints se laissent pénétrer ou laissent passer une certaine pression à l'intérieur de la pile* Toutefois, lorsque, comme c'est le cas de la pile confor-30 me à 'la présente invention, on utilise un récipient (ou un élément en forme de cuvette) intérieur ayant une certaine profondeur et srétendant dans le récipient extérieur, une solution aussi simple du problème de la ventilation de la pile ne peut pas être utilisée» Une telle solution implique qu'à l'intérieur des piles scellées de 35 façon étanche il se produit une telle surpression importante que les récipients peuvent être déplacés axialement l'un par rapport à l'autre, de sorte qù'une déformation importante (allongement) de la pile se produit, ce qui a pour conséquence de détruire la matière isolante entre le bord libre du récipient extérieur et le 40 fond du récipient ou cuvette formant l'autre surface de contact, 69 12015 2 2006453 de sorte qu'il se produit un court-circuit dans la pile» La présente invention a. pour objet de supprimer cet inconvénient et de fabriquer une pile sèche du type précité ayant une ventilation si efficace que le risque de déformation de la 5 pile sèche se trouve supprimé,, On obtient ce résultat conformément à 1*invention en constituant le joint isolant entre le bord•du récipient intérieur et la surface de support de la matière dure et mince qui est comprimée entre la surface de support et une section courbée du bord, 10 ce joint se trouvant à la section terminale du récipient intérieur étant plus épais et/ou plus mou que ledit joint d'étanchéité au bord du récipient, et en outre en prévoyant un dispositif pour ventiler l'espace compris entre les récipients et les éléments les entourant. .. .. 15 . Du.fait que le joint isolant entre la surface dè sup port du récipient extérieur et le bord du récipient intérieur sont faits d'une matière plus dure et/ou plus mince, comme par exemple du caoutchouc ou de la matière plastique dure, que le joint d'étanchéité au bord du récipient extérieur, ledit joint peut seulement 20 être comprimé à un faible degré comme par exemple de l'ordre de 1/10 de mm, lorsqu'on assemble la pile, et si une surpression intérieure se crée pendant l'emmagasinage ou le fonctionnement de la pile, elle tend à refouler les récipients à distance l'un de l'autre, et une détente de la pression dans le récipient intérieur, 25 transmise à l'espace compris entre les récipients, se produit alors après un déplacement axial de la même valeur du récipient intérieur par rapport au récipient extérieur, en raison de la faible capacité d'expansion du joint isolant à l'a fin de la compression. Etant donné que le joint isolant au bord du récipient extérieur est fait d'une 30 matière comparativement épaisse et molle, on obtient une étanchéité parfaite autour du fond du récipient intérieur» Dans un mode de réalisation de la pile conforme à la présente invention, dans lequel le récipient intérieur s'étend sensiblement sur toute la longueur du récipient éxtérieùr, on peut mé— 35 nager un orifice de ventilation traversant ^ la paroi du récipient extérieur, de préférence près du joint isolant, à la section terminale du récipient intérieur. La pression provenant "du récipient intérieur .est tout d'abord détendue jusqu'à-1*espace cylindrique entourant ce récipient qui .est rempli d'une matière isolante poreuse,, . Jt ko habituellement un tube de carton, et elle est transmise de là à 69 1201S 3 2006453 travers; l'ouverture précitée qui constitue un dispositif de ventilation simple à une distance de 1*électrolyte qui est telle que cet'; électrolyte ne risque pas de fuir. L'ouverture peut,, conformément, à; la présente invention, être obturée avec une masse de ma-5 tière plastique élastique, comme par exemple du bitume, de manière à être déboucliée lors d'une surpression seulement faible. Une caractéristique essentielle d'un autre mode de réalisation de la pile électrique conforme à l'invention réside dans le fait que le récipient intérieur peut d'une manière connue par 10 elle—même être conçu sous la forme d'un couvercle en forme de cuvette s'étendant seulement sur une faible partie de la longueur du récipient métallique extérieur, le joint d ' étancliéité isolant placé au bord de ce couvercle reposant sur un organe de support qui est fixé au côté intérieur du récipient métallique extérieur 15 près de son extrémité ouverte, et le joint d'étanebéité isolant est comprimé entre ledit organe de support et le bord du couvercle en forme de cuvette. Les joints isolants se comportent suivant le moyen général décrit ci-avant, et l'on obtient une augmentation de volume pour la matière active dans la pile, et aussi une économie 20 de matière pour le récipient intérieur. Conformément à la présente invention le joint d'étan-cbéité isolant placé à la section terminale du récipient intérieur peut comporter des sections amincies élastiques dans le sens axial pour ventiler la pile. Ces sections peuvent être facilement réali-25 sées de façon élastique de manière à adhérer étroitement au fond du récipient intérieur quand la surpression est détendue. On va maintenant décrire l'invention plus avant à titre non limitatif en se référant au dessin annexé, sur lequel : la figure 1 représente un mode de réalisation d'une 30 pile électrique conforme à l'invention comportant un récipient intérieur s'étendant sensiblement sur toute la longueur du récipient extérieur f la figure 2 est une pile électrique comportant un récipient intérieur plat en forme de cuvette. 35 La pile électrique représentée sur la figure 1 est une pile alcaline comportant un récipient extérieur 1 en acier v dont la section terminale emboutie 2 est reliée électriquement à une anode de zinc .^qu'elle commande et qui a la forme d'une barre. Cette anode est de façon classique entourée par un tube absorbant ko 4 qui est saturé avec un électrolyte alcalin approprié, séparé V, 69 12015 4 2006453 d'une cathode d'oxydation 5 au moyen d'une couche de séparation 6« La cathode, qui peut être constituée par de l'oxyde d'argent, de l'oxyde de mercure, du bioxyde de manganèse ou un agent oxydant similaire non liquide approprié avec ou sans additions pour amé-5 liorer la conductivité, est entourée par un récipient intérieur 7 comportant une section terminale emboutie 8 constituant le pôle positif de la pile, ce pôle étant séparé de l'électrode en zinc par une pièce de séparation isolante 9» L'espace cylindrique entre le récipient extérieur 1 et le récipient intérieur 7 est rempli 10 de la manière habituelle à l'aide d'un tube en carton 10. Entre la section terminale 2 du récipient extérieur et le bord recourbé vers l'intérieur placé sur l'extrémité ouverte du récipient intérieur 7 se trouve un mince joint d*étanchéité isolant 11 qui, par exemple, peut être constitué par du 15 caoutchouc dur ou par une matière plastique dure qui, au moment de l'assemblage de la pile, est comprimé axialement, par exemple d'environ Ot1 mm» A l'extrémité opposée de la pile se trouve un joint d'étanchéité 12 en une matière de scellement et d'isolement plus épaisse et plus molle entre la section terminale 8 du réci-20 pient intérieur et un bord (recourbé vers l'intérieur) du récipient extérieur 1 « Ce joint assure une étanchéité efficace à cette extrémité de la pile et il est assez élastique pour que l'effet d*étanchéité ne soit pas affecté par un déplacement plus faible des récipients axialement l'un par rapport à l'autre# 25 S'il se produit une surpression d'une certaine valeur dans l'espace 13 au voisinage du joint 11 en raison de la création intense d'hydrogène pendant le stockage ou le fonctionnement de la pile, cette pression a pour effet d3écarter légèrement l'un de l'autre les récipients 1 et 7 dans la direction axiale. Pendant 30 la première partie de ce déplacement, le joint annulaire 11 dans cet exemple suit le déplaeernent, mais étant donné que le joint n'est comprimé que légèrement par les sections marginales courbées du récipient 7# il ne peut se dilater que faiblement, après quoi il se produit mie telle fuite entre les sections marginales cour— 35 bées du récipient 7 et le joint que la pression exercée par le gaz créé est transmise à l3espace cylindrique compris entre les récipients et le tube en carton 10. Le gaz est capable de s'échapper à travers une ouverture 1 h ménagée dans le récipient 1 à une distance suffisante de 13extrémité ouverte du récipient 7 poux em-40 pêcher toute fuite de 13électrolyte9 et ladite ouverture peut être 69 12015 5 2006453 recouverte avec de l'asphalte mou 15» Si on le désire, le dispositif de ventilation entre l'espace cylindrique situé en dessous du récipient intérieur et l'atmosphère peut également être constitué par des sections élastiques minces du joint 12 qui se prêtent 5 à une certaine surpression et qui assurent de nouveau une étanchéité parfaite lorsque la surpression a dispara* Le mode de réalisation de la pile conforme à 1*invention illustré sur la figure 2 comporte de même un récipient métallique extérieur 1 comprenant (a) une section terminale emboutie 10 2, (b) une anode centrale 3a qui ici a une forme tubulaire et est entourée de même par un séparateur tubulaire 4a et (c) une cathode 5a qui l'entoure. Un récipient métallique léger constitue un couvercle 7a en forme de cuvette comportant une section terminale emboutie 8a qui est reliée électriquement par un ressort 9a 15 à l'anode et qui constitue une des surfaces de contact de la pile. A l'extrémité opposée de la pile, l'anode 3 est séparée de la section terminale emboutie 2 du récipient métallique extérieur au moyen de disques isolants 10a* Un joint d* étanchéité 11a, qui a la forme d'une bague 20 d'étanchéité relativement mince, est comprimé entre le bord libre (courbé vers l'intérieur) du couvercle 7a et une surface de support qui est constituée par une bague de support 13a fixée à la paroi intérieure du récipient métallique 1 près de son extrémité ouverte* Un autre joint d'étanchéité plus mou et/ou plus épais 25 12â est constitué par une bague d'étanchéité élastique se prêtant aux surpressions et monté entre la section terminale emboutie 8a du couvercle 7a (qui est constituée comme un récipient métallique intérieur bas) et le bord (courbé vers l'intérieur) du récipient métallique extérieur* 30 Si une surpression se crée dans la pile, le couvercle 7a est légèrement déplacé axialement par rapport au récipient métallique extérieur 1, ce qui fait que la pression est transmise entre le joint 11a et le couvercle 7a jusque dans l'espace cylindrique compris entre le couvercle et le récipient extérieur» 35 d'où la pression peut être détendue par le joint élastique 12a qui s'y prête, ou bien, si nécessaire, par une ouverture (non représentée ) ménagée dans la paroi du récipient 1 * 12015 6 2006453 REVENDICATIONS 1• Pile électrique y plus particulièrement une pile alcaline, enfermée dans un récipient métallique extérieur dont la section terminale fermée constitue une surface de contact 5 * extérieure de la pile, et dans un récipient métallique intérieur disposé en face et séparé par un isolant du récipient extérieur, de manière que sa section terminale constitue l'autre surface de contact de la pile, une matière de scellement ou d* étancliéité compressible et isolante étant placée entre les bords de chaque 10 récipient et une surface de support étant ménagée dans l'autre récipient à l'opposé du bord précité, cette pile électrique étant caractérisée par le fait que le joint d'étanchéité isolant entre le bord du récipient intérieur et la surface du support est constitué par une matière mince et dure qui est comprimée entre la 15 surface de support et une section courbée du bord, le joint étant, à la section terminale du récipient intérieur, plus épais et/ou plus mou que le joint situé au bord du récipient* 2. Pile électrique suivant la revendication 1 comportant un récipient intérieur s*étendant sensiblement sur toute la 20 longueur du récipient extérieur, caractérisée par le fait qu'une ouverture de ventilation traversante est ménagée dans la paroi du récipient extérieur, de préférence près du joint d'étanchéité placé à la section terminale du récipient intérieur, 3« Pile électrique suivant les revendications 1 et 2, 25 caractérisée par le fait que l'ouverture de ventilation est normalement recouverte par une couche de matière plastique comme par exemple du bitume, 4. Pile électrique suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le récipient métallique intérieur est, 30 d'une manière connue par elle—même, constitué par un couvercle en forme de cuvette s'étendant seulement sur une faible partie de la longueur du récipient métallique extérieur, le joint d1 étanchéité placé au bord extrême de ce couvercle reposant sur. un organe de support qui est fixé à la paroi intérieure du récipient 35 métallique extérieur près de son extrémité ouverte et ledit joint étant comprimé entre cet organe de support et le bord du couvercle en forme de cuvette. 5. Pile électrique suivant les revendications 1 et 4, caractérisée par le fait que le joint d*étanchéité placé à la 40 section terminale du récipient intérieur comporte des sections 69 12015 7 2006453 minces, se prêtant axialement à une ventilation de la pile. 6. Pile électrique sensiblement comme décrit dans la description et représentée sur le dessin»