Brevet FR2017472A1 — publié le 19700522

La présente invention concerne des perfectionnements dans la technique de réalisation et de fabrication des éléments "séparateurs" des plaques positives et des plaques négatives. Ces séparateurs, selon la technique bien connue sont généralement constitués de feuilles en matière vynilique, en cellulose protégée ou autres matières, pouvant résister à l'immersion dans une solution de H2S04 et ayant des rainures ou des ondulations en vue de llévacuation des gaz. Ces séparateurs connus présentent plusieurs inconvénients tels que fragilité, basse résistance aux températures supérieures à SOoCentigrades, faible ou nulle possibilité pour retenir sur les plaques le matériel actif qui tend ainsi à se désagréger durant la vie' de l'accumulateur, sensibilité aux chocs et vibrations, etc.-... La présente invention se propose d'éliminer en une fois d'une façon radicale, et surprenante tous les inconvénients ci-dessus et d'autres encore. Sel-on l'invention, le séparateur pour plaques plates diaccumulateurs électriques, est caractérisé par le fait qu'il consiste en une enveloppe cour vrant par ses côtés, la totalité des surfaces de chacune des plaques alternées de l'élément d'un accumulateur,/simplement recouvrant par adhérence les surfaces des dites plaques. Cette enveloppe est constituée d'un assemblage de fibres synthétiques de préférence modacryliques, d'épaisseurs déterminées résistant à I'H2S04 et ayant la triple fonction de séparateurs des plaques, d'élément de rétention du matériel actif relatif et de microporosité. Cette enveloppe ayant en mbme temps des caractéristiques hydrophiles de résistance à des températures élevées, de flexibilité et dlinfrangihilité. Selon une réalisation de llinvention, le séparateur est constitué par une enveloppe fermée par soudure thermique sur un ou plusieurs de ses c8tés et avec une structure formée de filaments de nature appropriée disposés en forme de labyrinthe. Selon une autre rèalisation, l'enveloppe est formée d'un manchon tubu laize en tissu ou en tricot présentant des canaux''verticaux délimités par des cordons en relief. Après y avoir introduit la plaque positive ce'manchon est fermé sur les deux cavés transversaux opposés et successivement rétracté et endurci thermiquement dans le but de le resserrer et de le faire adhérer intimement à la surface de la plaque. Cette opération faisant également ressortir en meme temps les cordons verticaux qui délimitent les canaux permettant le dégagement des gaz tout en créant la microporosité. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que les avantages présentés par cette invention seront décrits dans la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans le dessin annexé: La figure 1 est une vue en perspective des éléments séparés d'un ac cumulatëur où les séparateurs sont réalisés suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne Il-Il de la figure 1. La figure 3 montre une vue en perspective d'un séparateur suivant une forme préférentielle et associée à une plaque positive. La figure 4 est une vue en perspective, d'une réalisation/d'un séparateur 10 sous forme diurne enveloppe fermée sur ses trois côtés 11, 12 et 13. Ce séparateur formé d'une matière résistante à ItH2504 est constitué d'une couche de filaments entremlés en forme de labyrinthe, avec éventuelle- ment addition bl'une résine-liante également rés'is-'tantê'a"l'ac?ion chimique de l'H2SO4. Il est rendu évident par la figure 2 que chaque séparateur remplit les fonctions de deux séparateurs conventionnels.- D'une façon nullement limitative la matière dont est constitue le séparateur est une fibre modacrylique ou autre matière ayant: des caractéristiques physiques et chimiques analogues et pouvant résister à a,' à @H2SO4. Les barres de contact 18 et 19 connectent entre elles les bornes 22 des plaques 'positives 30,'et celles des plaques négatives 31 pour aboutir aux piles 20 et 21 de L'élément, Selon la réalisation illustrée figure 3, le séparateur est constitué d' une gaine de tissu 10a ou de tricot tubulaire avec cotes verticales 23. Ce manchon tubulaire ainsi constitué est transversalement fermé 'en 24 et 25 de façon à contenir et à renfermer la plaque positive 30 de l'élément de l'accumulateur. D'une façon préférentielle on prévoit selon l'invention de soumettre le séparateur renfermant la plaque, à un traitement-therm,ique qu'en ùtilisant les propriétés de thermorrétractibilité et de thermo-durcissementmdes fils modacryliques permet d'obtenir un enrobement parfait de la plaque par le dit séparateur. Il faut remarquer que ce séparateur outre sa résistance illimitée à l' action chimique de I IH2 S04 est ininflammable et est électriquement et thermiquement isolant. D'autre part, il résiste à l'exposition, mgme prolongée, à des températures- dépassant celles auxquelles les plaqùes elles-mêmes ne peuvent résister. Dans les, séparateurs enveloppantS à structure fibreuse réalisés suivant la figure 4, le dégagement des gaz est assuré à travers les parois microposeuses du séparateur lui-même. Les avantages présentés par ces séparateurs réalisés suivant llinven- tion permettent d'obtenir : 1 o) une rétention efficace et totale du matériel actif suit; les plaques de liaccu- mulateur qui en allonge la durée et présente une résistance excellente aux chocs et aux vibrations. Grâce à liadhérence intégrale des surfaces des sé parateurs à celles des plaques positives ou négatives, tout effritement des plaques est rendu impossible ce qui élimine la possibilité de court-circuits intérnes. 20) une possibilité de maintien, grâce à la structure hydrophile du séparateur et par capillarité, des plaques toujours en contact avec l'électrolyte, même en cas de baisse du niveau de ce dernier au-dessous de celui des plaques mê mes. 3 ) un passage aisé de llélectrolyte à travers le séparateur, même par climats froids où il tend à devenir plus visqueux, grâce à la structure spongieuse du séparateur. 40) un fonctionnement parfait de l'accumulateur même dans des conditions de températurettrès élevées, lé séparateur pouvant supporter aisément 1000C sans slaltérer. 50) une possibilité d'éliminer llespace 33 (selon figure 1) prévu sur le fond du bac pour recevoir les matières dues à la désagrégation des plaques ; cet espa ce n'est plus nécessaire par suite de l'utilisation du séparateur suivant linven-, tion qui rend impossible toute chûte. 60) Cet espace peut autre utilement employé pour utiliser des plaques plus gran des et produire ainsi un accumulateur ayant avec les memes dimènsions une ca pacité accrue. 70) G' ce à l'élasticité et à la compressibilité des séparateurs il est possible de constituer des éléments ayant un plus grand nombre de plaques et de former ainsi des accumulateurs qui, tout en maintenant leur volume sont beaucoup plus puissants. 8 o) Inversement il est possible de construire des accumulateurs de même capa cité avec un encombrement inférieur. > 9 ) Les hautes qualités d'isolement thermique du séparateur suivant llinvention permettent d'obtenir des démarrages faciles même à des températures très bas ses. 100) La structure hydrophyle du séparateur permet la rétention de l'électrolyte dont il demeure imbibé et en prévient 1 @évaporation ; cette caractéristique per met ainsi de réduire remarquablement la nécessité de rajouter de lleau distil lée. 110) Possibilité de loger les plaques dans les séparateurs au moyen de machines automatiques à envelopper permettant ainsi l'automatisation de cette opération et l'élimination complète des déchets grâce à l'infrangibilité de ce séparateur suivant llinventionO Revedications - 1 - Séparateur enveloppant en fibres synthétiques pour accumulateurs électriques caractérisé par le fait qu'il consiste en une enveloppe couvrant par ses côtés la totalité des surfaces de chacune des plaques alternées de I ment diun accumulateur ou simplement recouvrant par adhérence les surfaces des ditts plaques ; cette enveloppe est constituée d'un assemblage de fibres synthétiques de préférence modacryliques d'épaisseurs déterminées résistant à IIH2504 et ayant la triple fonction de séparateur de plaques, d'élément de rétention du matériel actif y relatif et de microporosité ; cette enveloppe ayant en même temps des caractéristiques hydrophiles de résistance à des températures élevées, de flexibilité et dlinfrang'rUbilité. - 2 - Séparateur enveloppant suivant la revendication 1 caractérisé par le meme fait qu'il est constitué d'une enveloppe fermée/par soudure thermique sur, un ou plusieurs de ses côtés et qui présente une structure formée de filaments de matière appropriée disposée en forme de labyrinthe. - 3 - Séparateur enveloppant suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est formé diun manchon tubulaire en tissu ou en tricot présentant des canaux verticaux délimités par des cordons en relief; après y avoir introduit la plaque positive ce manchon est fermé sur les deux c8tés transversaux opposés successivement rétracté et endurci thermiquement dans le but de le Peser rer et de le faire adhérer intimement à la surface de la plaque; cette opération faisant également ressortir en même temps les cordons verticaux qui délimitent les canaux permettais t le dégagement des gaz tout en créant la microporosité.