Brevet FR2006452A1 — publié le 19691226

* La présente invention concerne une pile électrique, de préférence comportant un electrolyte alcalin, et du genre dans lequel la pile est limitee vers l'extérieur par un récipient métallique fermé par un organe de contact constituant un couvercle 5 qui est noyé dans une matière d*etancheité isolante à la section de bord (courbée vers l'intérieur) du récipient. Dans les piles électriques connues du genre précité, la matière isolante dans laquelle l'organe de contact formant un couvercle est noyé est supportée par un récipient ou manchon intérieur 10 s'étendant vers le bas, le long du côté intérieur du récipient extérieur, et reposant sur le fond de ce dernier, ou bien ledit organe est supporté par un disque de matière isolante qui repose sur une gorge (ou un bourrelet) forme dans la paroi du récipient. Le genre de support mentionne en premier nécessite une quantité re-15 lativement importante de matière pour constituer le récipient intérieur qui occupe un expace utile dans le recipient extérieur, et le procédé de fermeture mentionné en dernisr ne permet pas un agencement stable et bien défini de la surface de support pour la matière d*étanchéité isolante qui, cependant, est nécessaire pour 20 assurer une étanchéité efficace parfaite. La présente invention a pour objet de supprimer les inconvénients précités des procédés connus de scellement de piles électriques du genre précité, et elle vise une pile ayant une étanchéité efficace économisant de l'espace. On obtient ce résultat, 25 conformément à la présente invention, par le fait que la matière d*étanchéité isolante et l'organe de contact formant un couvercle sont fixés entre le bord courbé du récipient en métal et un organe de support en forme de bague ou de disque fixé à demeure le long de sa périphérie à la paroi du récipient. 30 Du fait que l'organe de support est fixé à demeure à la paroi du récipient, l'élément de fermeture, constitué par un organe de contact en forme de couvercle et par la matière d1étanchéité isolante/eretenu par exemple par des agrafes entre l'organe de support et la section de bord courbée du récipient, grâce à quoi 35 on obtient une étanchéité très faible et une très grande économie d'espace. Les éléments de fermeture situés au-dessus de l'organe de support peuvent être formes librement et indépendaimaent de la matière d'électrode dans la partie inférieure du récipient, et l'organe de support peut comporter une ouverture centrale d'une 4-0 dimension permettant seulement le passage du conducteur électrique 69 12014 2 2006452 isolé à partir de l'intérieur de la pile jusqu'à l'organe extérieur de contact formant un couvercle, de sorte qu'il est possible d'obtenir une grande surface de support solide pour l'élement de fermeture. 5 Dans un mode de réalisation de la pile conforme à la présente invention, l'organe de support est constitué par un diaphragme rigide en forme de disque hermétiquement scellé sur son bord périphérique à la paroi du recipient, ce qui assure une sécurité supplémentaire contre des fuites à la peripherie de l'organe 10 de support, et on peut obtenir facilement 1*étanchéité hermétique par un soudage, un sertisBage, un collage ou tout autre procédé approprié, que le diaphragme soit en métal ou en une autre matière, par exemple une matière plastique. Conformément à la présente invention, le diaphragme peut 15 être constitué par un disque métallique plat ayant 1•épaisseur ou la résistance mécanique nécessaires.pour chaque cas individuel, indépendamment de l'épaisseur ou de la résistance mécanique de la matiere de la paroi du récipient, de sorte qu'il constitue, dans tous les cas, un support efficace pour la matière isolante. Le dia-20 phragme peut également, conformément à la présente invention, être un disque en matière plastique, grâce à quoi il eBt isolant par lui-même, de même qu'il convient parfaitement pour être fixé par un soudage ou un collage. Une caractéristique essentielle de la pile électrique 25 conforme à l'invention réside dans le fait que le diaphragme constitue le fond d'une partie supérieure en forme de récipient qui est fixé par le bord périphérique de sa partie inférieure au bord supérieur d'un recipient contenant les matières électriquement actives. On obtient ainsi une pile ayant une résistance mécanique très forte 30 avec un diaphragme constituant une partie intégrale du récipient, ce qui supprime tout risque de fuite entre le bord périphérique de la partie inférieure précitée et la paroi. Une telle pile est ainsi fabriquée de manière que sa partie supérieure, qui est facilement obtenue de manière connue, par exemple par un étirage ou un embou-35 tissage, soit réunie au bord supérieur d'un récipient après que les matières électriquement actives ont été placées dans ce dernier, l'assemblage peut, par exemple, être executé par un soudage ou au moyen d'une bague de blocage extérieure qui recouvre la jonction entre les deux parties du récipient. On peut encore obtenir la jonc-40 tion mentionnée en dernier par un collage. 69 12014 3 2006452 La présente invention concerne également une partie supérieure servant à sceller ou rendre étanche une pile électrique du genre précité. La caractéristique essentielle de cette pile réside dans le fait qu'elle est constituée par un organe de contact 5 métallique exterieur comportant un organe de connexion pouvant faire un contact avec l'une des électrodes de la pile. Ledit organe de contact est hermétiquement scellé dans une patière isolante placée dans un corps en forme de cuvette dont le fond à une conception telle qu1!! peut être uni à la paroi du récipient pour former 10 1b diaphragme de la pile terminée, et cet organe de contact comporte une ouverture pour laisser passer ledit organe de connexion isolé. La partie supérieure peut, de plus, être conçue de toute manière désirée avec un dispositif de fermeture correspondant à ceux qui ont été utilisés jusqu'ici avec des piles électriques clas-15 siques, et elle peut, après que le récipient a reçu une matière d'électrode et d'autres produits, être fixée au bord supérieur du récipient, par exemple par soudage ou au moyen d'une bague de blocage extérieure associée à un collage comme décrit précédemment ifcà. 20 Dans tous les procédés d'étanchéité ou de scellement uti lisés jusqu'ici, l'assemblage de la pile est effectué, de ce fait, de manière que, après l'introduction de la matière d'électrode, du séparateur, de l'électrolyte etc. dans ledit récipient, celui-ci soit fermé à son extrémité supérieure au moyen de la matière 25 isolante, cette matière étant immobilisée au moyen du bord terminal libre (comportant un rebord orienté vers l'intérieur) du récipient. Ladite fermeture du récipient au-dessus de son contenu constitué par la matière d'électrode, l'électrolyte etc. rend l'o-paration de scellement difficile, étant donné que l'action de pres-30 sion purement mécanique associée à l'action thermique se produisant pendant l'opération de scellement peut nuire au récipient et à son contenu et, en particulier, il peut surgir des difficultés provenant de la tendance de l'électrolyte à suinter en dehors. Ces difficultés sont parfaitement surmontées grâce à l'utilisation de la 35 partie supérieure conforme à la présente invention, étant donné que le scellement efficace nécessaire de la partie supérieure du récipient est exécuté sans que la partie supérieure soit raccordée au récipient métallique et sans que les opérations de scellement risquent d'agir sur le contenu du récipient. De ce fait, il est 40 devenu possible de fabriquer des éléments de fermeture qui ne pour 12014 4 2006452 raient pas être fabriqués par des procédés de la technique antérieure, étant donné, par exemple, qu'il est possible, par un soudage ou une conception antérieurs des parties de fermeture, d'utiliser la chaleur optimale dans chaque cas individuel sans courir 5 le risque que la chaleur influe sur l'électrolyte. Il est, de plus, avantageux que les surfaces de scellement autour de la matière isolante puissent être chauffées à la demande en vue de l'enlèvement de l'humidité ou pour mouler un composé de scellement. On va maintenant décrire plus avant l'invention à titre 10 illustratif et nonimitatif en se référant au dessin annexé qui représente deux modes de réalisation d'une pile électrique conforme à l'invention, et sur lequel : la fig. 1 représente une pile comportant un organe de support annulaire ou en forme de disque comprenant une section à 15 rebord orientée vers le bas le long de la paroi du récipient ; la fig. 2 représente une pile dans laquelle l'organe de support est conçu comme étant une plaque rigide hermétiquement scellée le long de son bord périphérique à la paroi du récipient. La pile électrique,représentée sur la fig. 1, comporte 20 un récipient métallique extérieur 1 comprenant une section terminale emboutie 2, une anode tubulaire centrale 3 entourée par un séparateur tubulaire 4 qui est lui-même entouré par une cathode 5. Un organe de contact 7 en forme de couvercle comprenant une section terminale emboutie 8 est relié électriquement par un res-25 sort 9 à l'anode 3 qui, à l'extrémité opposée de 1'élément,est séparée de la section terminale 2 du récipient métallique extérieur par des disques isolants 10. L'organe 7 de contact en forme de couvercle est, en même temps que deux garnitures 11 et 12, fixé comme dans des agrafes 30 entre un organe de support constitué par une bague de support 13, qui est fixée au côté intérieur du récipient métallique 1, et le bord terminal libre (courbé vers l'intérieur) du récipient 1. La bague de support 13 est fermement retenue à la paroi du récipient par exemple par soudage ou par collage. 35 Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 2, l'organe de support est un diaphragme plat 14 qui constitue le fond d'une partie supérieure 15 en forme de récipient et qui fait partie intégrante de la paroi de cette partie. Si on le désire, la partie supérieure avec l'organe de contact 7 et la garniture 40 16 peuvent être réalisées sous forme d:une unité préfabriquée qui 69 12014 5 2006452 est réunie au bord supérieur du récipient 17 après qu'on a disposé dans ce dernier les matières électriquement actives. La partie supérieure 15 peut être réunie à la paroi du recipient 17, par exemple par soudage ou par collage en association avec l'u-5 tilisation d'une bague de blocage extérieure 18 qui est indiquée en traits interrompus sur la figure. Le diaphragme 14 constitue un support robuste pour l'élement de fermeture et il comporte seulement une ouverture qui a une dimension suffisante pour permettre le passage isolé d'un organe de liaison entre l'une des 10 électrodes de la pile et l'organe de contact 7« 69 12014 6 2006452 BEVBMDICAl'IONS 1°) Pile électrique, de préférence comportant un élec-trolyte alcalin, et du genre dans lequel la pile est délimitée vers 1* exterieur par un récipient métallique fermé par un organe de 5 contact en forme de couvercle noyé dans une matière isolante, à la section marginale courbée (vers l'intérieur) du récipient, pile caractérisée en ce que la matière de scellement isolante et l'organe de contact en forme de couvercle sont fixés entre le bord courbé du récipient métallique et un organe/iupport en forme 10 de bague ou de disque, assujetti à demeure le long de sa périphérie à la paroi du récipient. 2°) Pile électrique suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que l'organe de support est constitué par un diaphragme rigide en forme de disque scellé hermétiquement le 15 long de son bord périphérique à la paroi du récipient. 3°) Pile électrique suivant les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le diaphragme est un disque métallique sensiblement plat ayant une épaisseur ou une résistance mécanique supérieures à celles de la matière constituant la paroi 20 du récipient. 4°) Pile électrique suivant les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le diaphragme est un disque en matière plastique. 5°) Pile électrique suivant les revendications 1 à 4, 25 caractérisée par le fait que l'organe de support est fixé à la paroi du récipient par collage ou soudage. 6°) Pile électrique suivant les revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le diaphragme constitue le fond de la partie supérieure en forme de récipient qui, au bord périphé-30 rique de son fond, est fixé au bord supérieur d'un récipient contenant des matières électriquement actives. 7°) Procédé de fabrication d'une pile électrique suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le diaphragme est constitué par un fond qui fait partie intégrante de la partie de 35 la paroi du récipient qui doit entourer la matière de scellement ou d^tanchéité isolante dans la pile terminée, et que l'ensemble ainsi fabriqué est réuni le long de la périphérie du diaphragme au bord supérieur d'un récipient, après que des matières électriquement actives ont été placées dans ce dernier. 8°) Elément supérieur pour fermer une pile électrique 40 69 12014 7 2006452 suivant les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un élément de contact métallique extérieur comportant un organe de connexion pouvant former un contact avec l'une des électrodes de la pile, ledit organe de contact reposant 5 de façon hermétiquement scellée dans une matière isolante placée dans un corps en forme de cuvette dont le fond à une conception telle qu'il peut être uni à la paroi du récipient pour former le diaphragme de la pile electrique terminée, et qu'il comporte une ouverture pour laisser passer ledit organe de connexion isolé. 30 9°) Procédé suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que l'ensemble dans lequel le diaphragme constitue le fond est conçu eomme un élément supérieur fermé et indépendant qui, avant l'assemblage, comporte une matière de scellement iso-15 lante et un organe de contact, le récipient comportant une matière d'électrode et d'autres produits avant d'être relié à l'élément supérieur terminé. 10°) Procédé suivant les revendications 7 et 9, caractérisé par le fait que le diaphragme est réuni au bord supérieur du 20 récipient par un soudage. 11°) Procédé suivant les revendications 7et 9, caractérisé par le fait que le diaphragme est réuni au bord supérieur du récipient par une bague de blocage associée à un collage. 12°) Pile électrique suivant les revendications 1 à 6, 25 caractérisée par le fait que le bord périphérique de l'organe de support repose sur un bourrelet formé par refoulement de la paroi du récipient. 13°) Pile électrique et élément supérieur pour cette dernière, sensiblement comme décrit et représenté sur le dessin.