Brevet FR2035117A1 — publié le 19701218

i 2035117 Cette invention concerne un dispositif d'accumulation d'énergie électrique comportant une cathode séparée des anodes voisines au moyen d'un séparateur contenant à l'intérieur de sa structure un électrolyte constitué par des sels fondus. Cette 5 invention concerne plus particulièrement un dispositif d'accumulation d'énergie électrique, dans lequel une cathode en charbon actif est enveloppés par une nappe de fibres et dans lequel l'ensemble est placé dans un panier grillagé, les anodes en alliage de lithium étant placées contre l'ensemble cathode et de part et d'autre 10 de celui-ci. L'invention est décrite avec référence aux dessins annexés suivants : La Figure 1 représente une vue en plan d'un élément d'accumulateur monté ; 15 La Figure 2 est une vue en coupe de la Figure 1 selon le plan 2-2 ; La Figure 3 représente un mode de réalisation de la cathode ; La Figure 4 est une vue en coupe de la cathode selon le plan 4-4 ; 20 La Figure 5 représente une tige polaire ; La Figure 6 est une vue partielle agrandie de la tige polaire et de sa connexion avec la cathode ; La Figure 7 est une vue en coupe de la Figure 6 selon le plan 7-7 ; 25 La Figure 8 est une autre vue agrandie, en partie en coupe, représentant une connexion flexible entre la cathode et la tige polaire ; et La Figure 9 est une vue en perspective d'un panier grillagé ouvert. 30 On verra mieux et on comprendra mieux las avantages qui découlent de cette invention en se reportant à la description détaillée suivante^1'ensemble de l'appareil, avec référence aux dessins annexés. Dans la Figure 1, âes contre-fiches 58 sont soudées par points 35 pour empêcher 1'effondrement des parois du bac 56 dans l'espace 60 laissé entre la partie supérieure du panier et le couvercle. Les contre-fiches 58 ont une forme rectangulaire et sont découpées à partir d'une bande de métal tel que l'acier inoxydable. Le couvercle 62 est placé sur le bac et lui est soudé, une tige 40 polaire 24 étant disposée à l'intérieur d'une bague 66. Une 1 sad original 70 10067 2 2035117 étanchéité hermétique entre le fourreau métallique 30 et la bague 66 est obtenue au moyen d'une soudure. Un tube de remplissage 64 est fixé au couvercle 62 afin de donner accès à l'intérieur de l'élément , s'il est besoin d'ajouter de 1'électrolyté. Les anodes 5 10 de là Figure 1 sont disposées par groupe de quatre. Dans la Figure 2, la cathode 12 est entourée par un séparateur 44'. Les anodes 10 sont placées contre le séparateur dont elles sont séparéès par un panier grillagé 46. Dans la Figure 3, on forme une cathode «n charbon composite 10 en plaçant une grille 20 et une languette 22 d'un matérinU hautement conducteur, entre une paire de conducteurs en graphite 18 qu'on cimente alors entre une paire de plaques en charbon 14 et 16. Dans un mode de réalisation différent représenté sur la . 15 Figure 4, on cimente une paire de conducteurs en graphite 18 entre une paire de plaques en charbon 14 et 16, et on soumet la composition à la chaleur et à la pression pour durcir et carboniser le ciment. Dans la Figure 5 la tige polaire métallique 24 est de préfé-20 rence une tige en tungstène. Elle présente un bout conique 26 à l'une de ses extrémités et un joint d'étanchéité auxgaz et aux liquides 28 qui enveloppe étroitement la tige près du bout conique 26. Le joint d'étanchéité 28 peut être constitué d'un fourreau métallique 30 et d'un matériau rétractaire inerte 32. Le but 25 du joint d'étanchéité est d'empêcher les gaz et les liquides de s'échapper de l'intérieur de 1'élémenfcle Ifcevet E.U.à. 3.472.701 décrit un type de joint d1étanchéité qu'on peut utiliser dans l'élément décrit ici. Ladite demande de brevet est citée ici pour référence. 30 La fixation de la tige polaire 24 à la cathode 12 est représentée sur les Figures 6 et 7. Un raccord de fixation 34 est percé d'un trou 36 destiné à recevoir la tige polaire 24. U^e entaille 38 est coupée dans le raccord 34 afin de loger d'une part les conducteurs en graphite 18» et d'autre part la grille 20 et la 35 languette 22, cimentée entre les conducteurs en graphite» L'entaille 38 communique avec le trou 36, comme le montre la Figure 7. Comme on peut le comprendre d'après les Figures 6 et 7, on a pratiqué un évidement dans la cathode 12 en découpant, des portions rectangulaires de charbon dans les plaques en charbon 14 et 16, 40 laissant à nu le sous-ensemble conducteur en graphite* Le raccord 34 SAD- ORIGINAL 70 10067 3 2035117 est guidé dans 1'évidement en coiffant le sous-ensenble conducteur en graphite par l'entaille 38. Le ciment sert à lier les surfaces de contact du raccord au sous-ensenible conducteur en graphite. 5 La lèvre supérieure du raccord est dotée d'un tronçon supplémentaire en graphite 40 amovible. Ce troxiçon est fixé au raccord et au sous-ensemble conducteur en graphite au moyen de ciment et de chevilles 42 qui sont de préférence en graphite. Le ciment sert à maintenir les chevilles en place. 10 Pour assurer une connexion électrique entre la t^çe polaire 24 et la cathode, on retire une partie des lamelles de graphite 18 afin de mettre à nu la languette 22, comme le montre la Figure 8. On introduit la tige polaire 24 dans le trou 36 du raccord 34 et on la fait pénétrer aussi loin que possible, provoquant un 15 déplacement de la languette 22 par le bout conique 26. Le contact entre la tige polaire 24 et la languette 22 permet au courant électrique de passer de la cathode à un point extérieur à l'élément en passant par la tige polaire. Une connexion électrique est également assurée, entre la cathode et la tige polaire par ajustement 20 serré entre la tige polaire et le raccord en graphite. La cathode 12 est entourée d'un séparateur 44, puis placée dans un panier grillagé 46, comme le représente la Figure 9. Le panier est formé d'une bande métallique mince 48 qui est soudée 3 aux grilles 52 et 54. Lorsqu'on/placé la cathode entourée du 25 séparateur dans le panier 46, on soulève la grille 54 et on l'applique contre la bande métallique 48. Les grilles 52 et 54 sont de préférence en acier inoxydable et l'ouverture des mailles peut varier entre 840 microns et 149 microns et moins, avec une surface ouverte de 15 à 35 pour cent. 30 Les grilles sont destinées à empêcher le développement de dendrites sur les anodes en aluminium-lithium. La fourniture de grilles pour empêcher le développement de dendrites est décrite dans le Brevet E.U.A. 3.428.493 qui est cité ici pour référence.D'autres moyens destinés à empêcher le développement de dendrites, tels 35 que la toile, les fibres, etc..., sont également efficaces. Les anodes de cet ensemble, qui peuvent être groupées par quatre, sont constituées par du lithium ou un alliage de lithium, tel que l'aluminium-lithium, 1'indium-lithium, 11étain-lithium, le plomb-lithium, l'argent-lithium, le cuivre-lithium, etc... 40 On peut également utiliser des alliages ternaires de lithium. 70 10067 4 2035117 Les anodes préférées sont les électrodes réversibles en. aluminium-lithium. On peut fabriquer ces électrodes en combinant le lithium à l'aluminium et en produisant ainsi un alliage préformé d'aluminium et de lithium, ou , par une méthode électrochimique, 5 en chargeant une barre d'aluminium pratiquement pur dans un électrolyte contenant des ions lithium à un régime d'environ un ampère-heure par gramme d'aluminium, ce qui assure la diffusion du lithium dans la barre d'aluminium. L'anode solide en alliage d'aluminium-lithium est formée 10 d'aluminium et d'impuretés accidentelles en quantités d'environ 70-95 pour cent, en poids, rapportées à la composition totale, et d'environ 5-30 pour cent, en poids, de lithium. La composition de lithium est critique. Pour une proportion de lithium de 5 pour cent et moins, la capacité est insuffisante pour des 15 applications pratiques, tandis que pour une proportion de lithium supérieure à 30 pour cent, la courbe de décharge n'est pas plate, mais est inclinée vers le bas. Ces impuretés accidentelles telles que, par exemple, le cuivre, le magnésium, le manganèse, l'indium et le fer peuvent être présentes en quantités inférieures à 20 10 pour cent en poids. On peut également utiliser une anode constituée entièrement par du lithium ; toutefois, par suite de son faible point de fusion, soit 186°C 25 L'électrode en aluminium-lithium peut capter le métal-lithium de 1'électrolyte sans former de plages liquides. Donc, à une température de fonctionnement inférieure à son point de fusion, l'électrode reste solide et permet la diffusion du lithium métallique de 1'électrolyte dans sa structure. On a coasfcaté que, 30 lors de la charge de l'élément comportant 15électrode en aluminiusn-lithium, l'électrode se gonfle, permettant au lithium métallique de 1'électrolyte de pénétrer dans la structure de l'électrode. Lors de la décharge, le lithium métallique quitte la structure de l'électrode, provoquant sa contraction» Il est évident que 35 la structure de 1'électrode doit pouvoir résister aux forces de dilatation et de contraction, et peur cette raison, on préconditionne l'électrode en aluminium-lithium avant son utilisation. Le pré conditionnement prend la forais de charges et d© décharges 40 lent es successives de l'électrode. Ce psicoaditionnement iaafc forme ÉAD ORIGINAL 70 10067 5 2035117 une électrode i répartition pratiquement uniforme d'aluminium et de lithium, ce qui facilite la pénétration et la libération du lithium métallique, lors des charges et décharges rapides ultérieures do l'électrode, si les charges et décharges cycliques 5 initiales du préconditionnement sont effectuées trop rapidement, des plages de liquide se trouvent créées, provoquant la piqûre de l'électrode. Cette piqûre de l'électrode est nuisible, car elle favorise les fissures et la détérioration générale de l'électrode. Cette piqûre est visible à l'oeil nu, sous forme 10 d'agglomération de lithium. L'électrode en aluminium-lithium * cyclée par dès charges et décharges successives lentes,présente une répartition uniforme du lithium métallique dans l'aluminium. Le système à sels fondus cRialogénures de métaux alcalins et à anodes à lithium-aluminium est décrit plus à fond dans le brevet 15 E.U.A. 3.445.288 qui est cité ici pour référence. L'électrode en aluminium-lithium est caractérisée par un potentiel constant. Autrement dit, lorsqu'on charge l'électrode en aluminium-lithium jusqu'à ce qu'elle atteigne un potentiel qui doit nécessairement être inférieur au potentiel de décomposition 20 de 1'électrolyte particulier du système, pendant la durée de décharge la tension doit rester constante jusqu'à la fin même lorsqu'on a déchargé complètement le système. Dans la pratique, on a toutefois constaté que l'électrode en aluminium-lithium ne se décharge pas à un potentiel constant» La chute de potentiel 25 de l'électrode est un gradient. On a résolu ce problème en retirant ""la pellicule superficielle de l'électrode dans une atmosphère inerte et en maintenant l'électrode dans une atmosphère inezrte ou en la plongeant dans un hydrocarbure inerte jusqu'à ce qu'elle soit prête à être utilisée. L'élimination de la péllicule 30 superficielle décrite permet à l'électrode en aluminium-lithium d'être réellement une électrode à potentiel constant. Avant leur utilisation, les anodes sont lavées à l'acide dans un bain d'acide chlorhydrique dilué afin de retirer les pellicules d'oxyde qui inhibent l'activité de l'électrode. On lave 35 les anodes à l'eau pour retirer l'acide, puis à l'alcool pour retirer l'eau. On soumet les anodes propres à une cuisson sous vide pour retirer toutes impuretés volatiles. Le programme de cuisson consiste à faire chauffer les anodes jusqu'à environ 300°C pendant un laps de temps d'une heure, tout en maintenant «A vide de 10 ~5 40 Torr, à . maintenir les anodes à 300°C pendant environ une heure. 70 10067 e 2035117 puis à les refroidir à la température ambiante pendant environ une heure. On plonge les anodes dans un sel fondu et on les maintient là pendant un certain laps de temps afin de mieux éliminer toutes les impuretés. Après les avoir retiréegdu sel et les avoir 5 refroidies à la température ambiante, les anodes sont prêtes à être montées. La cathode 12 est formée de charbon activé sous forme de plaque. Le charbon activé utilisé dans la préparation de la cathode 2 a une surface spécifique de l'ordre de 100 à 2000 m par g , et 2 10 de préférence de l'ordre de 500 à 1500 m par g, surface spécifique mesurée par la méthode de Brunauer-Emmet-Teller. La surface spécifique est principalement intérieure et peut être produite par de nombreuses méthodes d * activation dont certaines sont discutées plus loin. Les pores du charbon activé doivent être 15 de dimensions suffisantes pour permettre la pénétration de 1'électrolyte. En général, le charbon activé contient plus de 80 pour cent de carbone, ainsi que de l'hydrogène, de l'azote, de l'oxygène, du soufre, et des sels minéraux qui restent sous forme de cendres 20 lors de la combustion. La phase initiale de la préparation d'un charbon actif est la carbonisation de la matière première, effectuée généralement en l'absence d'air au-dessous de 600°C. On peut pratiquement carboniser toute substance contenant du carbone. Après avoir carbonisé la 25 matière première, la seconde phase est l'activation. La méthode qu'on utilise très largement pour accroître l'activité du matériau carbonisé est l'oxydation contrôlée par des gaz oxydants appropriés à des températures élevées. La plupart des procédés industriels comprennent l'activation à ltobydride carbonique ou 30 à la vapeur entre 800°C et 1000°C, ou l'oxydation à 11 air entre 300°C et 600°C. Une autre solution consiste à utiliser des gaz tels que le chlore, l'anhydride sulfureux et le phosphore. Le temps nécessaire à l'activation varie entre 30 minutes et 24 heures, selon les conditions d'oxydation la qualité du charbon actif 35 désiré. On peut mélanger des inhibiteurs ou des accélérateurs avec le charbon afin d'accroître l'activité» D'autres méthodes d1activation comprennent l'activation par les chlorures métalliques et l'activation électrochimique. Cette dernière est un procédé grâce auquel on peut augmenter la capacité d'une électrode par cyclage 40 électrochimique. BAD ORIGINAL 70 10067 7 2035117 One autre méthode générale d'activation est le procédé à la dolomite. On mélange des substances telles que la dolomite, les sulfates et 11acide phosphorique avec le charbon. Lors de l'activation, le matériau libère de façon continue des gaz 5 oxydants qui se répartissent uniformément sur la surfacé du charbon. Certains charbons activés sont en matériau dense et dur. Ce matériau est généralement carbonisé, écrasé à la dimension voulue, et activé directement de façon à donner des granules de charbon durs et denses. Dans d'autres cas, il est intéressant de 10 broyer le charbon de bois, le charbon ou le coke pour obtenir une poudre, de mettre celle-ci sous forme de briquettes ou de pastilles en l'enrobant d'un liant à base de brai ou de goudron, de les écraser aux dimensions voulues, de les calciner à 500-700°C, puis de de les activer par la vapeur ou les gaz / carneau à 850-950°C. 15 Ce dernier procédé donne des particules dont la structure présente un bel aspect et qui sont plus faciles à activer, car elles possèdent plus de car^ux d'entrée ou macro-pores permettant aux gaz oxydant» de pénétrer au centre des particules, et aix produits de réaction d'en sortir. 20 Dans la préparation des électrodes de charbon de cette invention, on peut utiliser soit des plaques de charbon soit des particules de charbon à grains séparés. Dans le cas de plaques, on cimente un conducteur en graphite entre une paire de plaques de charbon, après quoi on soumet la composition à la chaleur ou à la 25 pression pour durcir ou carboniser le ciment. Dans un mode de réalisation différent, une cathode en charbon composite est constituée par une grille et une languette d'un matériau hautement conducteur placéesentre une paire de conducteurs en graphite qu'on cimente alors entre une paire de plaques en charbon. 30 Lorsqu'on utilise comme matériau de la cathode les particules de charbon à grains lâches, on fabrique la cathode par alimentation d'une couche de particules de charbon contenant un liant carboni-sable dans un moule, en plaçant un conducteur en graphite ou un ensemble conducteur, tel que décrit ci-dessus, sur les particules 35 de charbon, en versant une nouvelle couche de particules de charbon ainsi que le liant sur le conducteur en graphite et en chauffant et comprimant le contenu du moule. Lors du chauffage et de la compression, le liant s1écoule pour produire une cathode en plaques. On chauffe ensuite la cathode pour carboniser le liant. 40 La demande de brevet en instance déposée en France BAD original* 70 10067 8 2035117 le 16 Juillet 1969 sous le N° 6924258 décrit la fabrication de la cathode en charbon. Cette demande est citée ici pour référence afin de rendre cette description plus complète. Avant son utilisation, on préconditionne la cathode en charbon, 5 comme par exemple sous un vide de 711,2 mm de mercure en chargeant sous une intensité d'environ 4 ampères jusqu'à ce que la tension soit de 3,2 volts, puis en déchargeant jusqu'à 0,7 volts - l'intensité étant de 26 ampères - . Au cours du cycle suivant, on charge la cathode jusqu'à 3,3 volts, on l'y maintient pendant environ 10 6 heures, puis on la décharge jusqu'à 0,7 volts. Au cours des 6 à 8 cycles suivants, on cycle la cathode entre 3,35 volts et 0,7 volts au régime de Q/2. On complète le procédé de préconditionnement par environ 10 cycles supplémentaires entre les tensions limites 3,35 volts et 0,7 volts au régime 1Q. Un régime 1Q est 15 défini comme un régime de charge à intensité constante ou de décharge qui décharge l'élément entre les limites dé tension prescritœ en une heure. Il n'est pas nécessaire de limiter le procédé de préconditionnement eux conditions ci-dessus, car il existe de nombreuses variantes du procédé, 20 Outre le préconditionnement, on peut chlorer la cathode pour accroître sa capacité et/ou réduire la durée de conditionnement de la cathodeJLa chloration s'effectue avant le procédé de préconditionnement et consiste à traiter la cathode par du chlore gazeux tout d'abord à une température basse, puis à une température 25 élevée» La cathode est entourée d'un séparateur qui peut se présenter sous forme d'une nappe de fibres, d'un feutre, d'une plaque, etc... On peut fabriquer la nappe à partir dè matêriaus^réfractairostels que l'oxyde de béryllium (BeO), l'oxyde de thorium (ThOjî, l'oxyda 30 de magnésium (MgO), l'aluminate de lithium (LiAl02), le nitrure de bore (BN), le nitrure de silicium {Si^îï^), le nitrure d'aluminium (AIN), et des mélanges de ceux-ci. Le séparateur contient de 11électrolyte dans sa structure. La quantité d'électrolyte contenue dans le séparateur peut varier 35 largement. Le séparateur doit contenir suffisamment d'électrolyte pour permettre le cheminement continu des ions d'une électrode à l'électrode opposée. L'électrolyte est un milieu constitué par des ions halogénure et métal dissociés qui sont mobiles et libres de se déplacer dans le milieu. On peut utiliser des sels fondus 40 contenant par exemple du chlorure de sodium, du chlorure de calcium, bad original 70 10067 s 2035117 du fluorure de calcium, du chlorure de magnésium, du chlorure de lithium, du chlorure de potassium, du bromure de lithium et du bromure de potassium. Les électrolytes à point de fusion bas sont intéressants ; toutefois, on prévoit dans la présente invention 5 que la température de fonctionnement de l'élément puisse atteindre une température aussi élevée que environ 600°C. Parmi les matériaux types qu'on peut utiliser comme électrolytes, citons les sels de métaux. Des exemples spécifiques d1électrolyte des sels binaires intéressants sont ; le chlorure 10 de lithium- chlorure de potassium, le bromure de lithium bromure de potassium, le fluorure de lithium- fluorure de rubidium, le chlorure de lithium - fluorure de lithium , "le chlorure de lithium - chlorure de strontium, le chlorure de calcium - ■ chlorure de lithium, le sulfate de lithium - chlorure 15 de potassium, et des mélanges de ceuss-eio Les esœmples d'ëlaeiïrolyt^àe sels fondi© ternaires sont s le chlorure de calcium- chlorure de lithium - chlorose de potassium, le chlorure de lithium- chlorure de potassium - chlorure de sodium, le chlorure de calcium - chlorure de lithium - chlorure de sodium, 20 et le bromure de lithium - bromure de sodium - chlorure de lithium. Les systèmes préférés, lorsqu'on utilise une électrode négative en aluminium-lithium, sont les systèmes à chlorure de potassium -chlorure de lithium, bromure de lithium - bromure de potassium, 25 et des mélanges de ceux-ci. Un système à chlorure de lithium-chlorure de potassium,présentant 41 moles pour cent de chlorure de potassium et 59 moles pour cent de chlorure de lithium, forme un eutectique qui fond à 352ÔC et à une tension de décomposition d'environ 3,55 volts. 30 On a monté le dispositif d'accumulation d'énergie électrique suivant, à titre de mode de réalisation spécifique de cette invention. Bseemple Le bac 56 est en acier inoxydable;> d®. qualité ~ Z6CN18.09 35 de 0,254 im et ses dimensions extérieures sont les suivantes s 203 mm x 152 mm se 25 œua. Oa rince le bac pendant 15 à 20 secondes avec une solution contenant des quantités à peu près égales d'acide nitrique et d'acide dhlorhydrique et on vérifie s'il n'existe pas de fuite. Comme pour tous les éléments* on cuit le 40 bac sous vide pendant une durée d® plusieurs heures à une . t bad originau 70 10067 10 2035117 température voisine de 500°C. La cathode en charbon représentée sur les Figures 2, 4, 7 ët 8 contient un additif tellure du type décrit plus complètement dans la demande de brevet en instance déposée en Fiance le 10 Mars 1970 sous le N° 7008537 , 5 et on l'utilise à l'état déchargé. La grille 20 est en tungstène et les ouvertures des mailles sont de 590 microns. La languette 22 est également composée de tungstène et a les dimensions suivantes : 140 mm x 6,3 mm x 0,13 mm. La tige polaire 24 est une tige de tungstène de 3,17 nsn de diamètre. Les conducteurs en graphite 18, 10 dont les dimensions correspondent à celles de la cathode en charbon, sont en feuille Grafoil (marque déposée) de 0,254 mm. Certaines des propriétés du matériau Grafoil employé sont données ci-dessous Propriétés Valeurs . ~ appgQsriLti>at!,,7eg 15 Masse wolumiqtte (g/cm. ) Qa 5S0-1# 280 Teneur en cendres (poureenifeage* en poids) ,Sjp0 I Point de fusion s ne fond pas ? sublisaation à 3489 Résistance à la traction (plan superficiel ou sens "a") (kg/cm2) 105-175 20 Module d'élasticité traction(lo6 kg/cm2) 0a014 Résistance à la compression (kg/cm2) 700 Admission d'hélium : clinquant de 0,127 mm d'épaisseur (cm2/sec) 2 « 10~4 stratifiés 25 (cm2/sec) 5 - lo"5 Coefficient de frottement (contre l'acier 9 9 inoxydable sous une pression de 0,56 kg/cm ) o,05 Conductibilité thermique à 933°C (plan superficiel ou direction "a5* ) 30 Calories / heure cm °c 475 (an épaisseur ou selon la direction "c") Calories / heure cm °C 3g Résistivité électrique s Résistivité (plan superficiel ou direction BaB) _4 •''5 (10 ohm/cm) q Bésistivité de surface (plan superficiel ou direction "a" pour une bande de 0,127 sam d'épaisseur) (ohms/cm } 0,05 Les dimensions ext©rieaz®s de la caïbods sont les suivsQtss 3 40 152 mm ss 146 tant x 16« 3 ïrsa elle coïsèâsîsfe 3&i7i2r©» 322 2B BAD QRIGIMAI 70 10067 ii 2035117 de charbon. On préconditionne la cathode avant son utilisation. La cathode est enveloppée dans une nappe de fibres de nitrure de bore, de 1,270 mm d'épaisseur, qui contient environ 30 grammes de sels de chlorure de lithium-chlorure de potassium ayant la 5 composition suivante : 59 moles de chlorure de lithium et 41 moles de chlorure de potassium, dont le point de fusion est de 352°C. La cathode enveloppée est placée dans un panier grillagé 46 en acier inoxydable, l'ouverture des mailles étant de 149 microns. Le panier grillagé est maintenu fermé lorsqu'il est monté dans le bac, 10 On abaisse le panier grillagé ainsi que la cathode enveloppée de la nappe de fibres, dans le bac. On place d'une part un jeu de quatre anodes en aluminium-lithium, contenant 13 pour cent de lithium entre le panier grillagé et la paroi du bac, d'autre part un autre jeu de quatre anodes de la même façon de l'autre côté. 15 Les anodes se trouvent dans un état déchargé. Les dimensions hors tout du jeu des quatre anodes sont les suivantes : 148 mm x 155 mm x 1,27 non. On choisit les dimensions du panier grillagé de façon à ce que le bord supérieur de celui-ci dépasse la cathode. Les bords supérieurs des grilles 52 et 54 sont soudés 20 par points aux parois du bac de façon à maintenir les anodes en place. On replie la brnde 48 pour maintenir en place la nappe de fibres du séparateur ainsi que la cathode. Des contre-fiches 58 rectangulaires en acier inoxydable sont soudées par points,comme le montre la Figure 1. Le couvercle 62 est soudé au bac avec 25 la tige polaire 24 qui se trouve disposée dans une bague 66. Une étanchéité hermétique entre le fourreau métallique 30 et la bague 66 est obtenue au moyen d'une soudure. Le tube de remplissage 64 est fixé au couvercle 62 afin de donner accès à l'intérieur de l'élément lorsqu'on a besoin d'ajouter de 1'électrolyte. 30 Lorsque le couvercle est soudé en place, on chauffe l'élément au-dessus de la température de fusion de ï1électrolyte de chlorure de lithium-chlorure de potassium et on fait le vide jusqu'à obtenir une pression voisine de 100 microns de mercure pour déplacer les gaz entraînés dans le séparateur par 1'électrolyte. 35 Cette étape facilite également la pénétration de la nappe du séparateur par l1électrolyte. On ajoute 1'électrolyte fondu constitué par le chlorure de lithium-chlorure de potassium, àélément, jusqu'à ce que le niveau s'élève dans le tube de remplissage 64. On charge alors l'élément jusqu'à ce que la tension 40 atteigne 3,3 volts» Etant donné que les électrodes sont dans leur BAD OBIG'NAL 70 10067 12 2035117 état déchargé, une partie de 1'électrolyte est expulsée de la cathode de charbon lors de. la charge. Ceci provoque un débordement du sel depuis le bac. Au cours de l'étape finale de cette méthode de montage, le tube de remplissage est étranglé et fermé par 5 soudure. 3 L'élément ci-dessus a un volume de 730,85 cm et pèse 1,3 kg. 3 Le rendement d'encombrement act de 225 cm de charbon par kg d'élément. L'élément est déchargé jusqu'à ce qu'il atteigne une tension de 1 volt, l'intensité de 30 ampères étant maintenue 10 constante et les caractéristiques étant les suivantes : Résistance de l'élément : 6,7 milli-ohms Capacité : 50 ampères-heure 98,7 watta-heure 75 watts-heure/kg 3 15 0,134 watts-heure/cm Le courant de fuite est de 630 milliampères sous une tension de 1,75 volts, 650 milliampères sous une tension de 2,76 volts, et 283 milliampères sous une tension de 3,25 volts. La construction de l'élément ci-dessus est caractérisée par 20 la simplicité du montage et la souplesse des éléments constituants. La simplicité du montage réside dans le fait qu'il suffit de faire glisser les électrodes dans un bac et d'y placer un couvercle. La caractéristique de souplîï^seT^ue les dilatations et contraction^ de 1'élément n'entraînent aucune fissure ou détérioration des 25 éléments. Ceci est possible par suite de la souplesse entre les parties de l'élément (à savoir les connexions flexibles entre le raccord en graphite et la cathode en charbon ainsi que la souplesse des fibres de nitrure de bore qui séparât tes anodes et les cathodes. Les parois minces et flexibles du bac compensent le changement de 30 volume de 1'électrolyte libre au cours de la charge et de la décharge de l'élément. Les parois du bac peuvent être extra-minces puisque la pression atmosphérique fournit un support lorsque l'élément fonctionne' au-dessous de la prsssion atmosphérique. La configuration de l'élément fournit une bonne connexion électrique 35 des anodes et du bac de l'élément, étant donné le contact des anodes des deux côtés du bac. gÂD ORIGINAL 70 10067 13 2035117 REVENDICATIONS 1. Un dispositif d'accumulation cfénergie électrique caractérisé par : (a) un bac, 5 (b) une électrode de charbon disposée dans le bac, (c) des électrodes en aluminium-lithium placés de part et d'autre de l'électrode de charbon à l'intérieur du bac, (d) un séparateur placé entre l'électrode de charbon et les électrodes en aluminium-lithium afin de séparer les 10 électrodes du point de vue électronique, (e) un électrolyte en contact avec l'électrode de charbon et les électrodes en aluminium-lithium, et contenu dans le séparateur, et (f) un moyen adjacent aux électrodes en aluminium-lithium 15 pour empêcher le développement de dendrites sur les électrodes en aluminium-lithium, les électrodes étant disposées librement dans le bac. 2. Un dispositif d'accumulation d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'électrode de charbon 20 est composée de charbon activé. 3. Un dispositif d'accumulation d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le séparateur est constitué par une nappe de fibres de nitrure de bore. 4. Un dispositif d'accumulation d'énergie électrique selon la 25 revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen destiné à empêcher le développement de dendrites sur les électrodes en aluminium-lithium est constitué par une grille métallique. 5. Un dispositif d'accumulation d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il peut fonctionner 30 au-dessus du point de fusion de 1'électrolyte. 6. Un dispositif d'accumulation d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que 1'électrolyte est constitué par un sel contenant du lithium.