Brevet FR2086029A1 — publié le 19711231

Cette invention se rapporte aux cellules ou éléments électro-lytiques, c'est-à-dire aux dispositifs comportant au moins deux électrodes avec des parties qui sont en contact avec un électrolyte, Une de ces électrodès comprend au moins une partie de surface cons-5 tituée par un matériau actif tel que l'argent et une autre électrode comprend au moins une partie de surface constituée par un matériau électrique inerte tel que l'or. L'électrolyte forme tin milieu dans lequel le matériau actif peut être transféré entre les deux électrodes» Quand tin courant est envoyé de manière à s'écouler dans 10 une première direction depuis 1*électrode comprenant le matériau actif vers 1*électrode comprenant le matériau inerte, une partie du matériau actif est transférée à l'électrode constituée par le matériau inerte. Quand un courant est envoyé de manière à s'écouler dans la direction opposée, le matériau actif est transféré en retour 15 depuis l'électrode constituée par un matériau inerte jusqu'à l'électrode formée d'un matériau actif. Une cellule, autrement dit un élément électrolytique, peut être construite de façon qu'une électrode soit établie sous la forme d'un récipient renfermant 1'électrolyte. C'est ainsi, par exemple, 20 que ce récipient peut être établi de manière à comprendre au moins une surface interne constituée par le matériau actif tel que dè l'argent ou que le récipient peut être construit entièrement en ce matériau actif. Le récipient peut affecter la forme d'un cylindre pourvu d'une extrémité ouverte et d'une extrémité fermée. 25 L'autre électrode ou électrode interne peut pénétrer dans le récipient depuis son extrémité ouverte de telle sorte qu'une partie au moins de cette électrode interne soit en contact avec 1'électrolyte. L'électrode interne peut être étanchéisée en travers de l'extrémité ouverte du récipient au moyen d'un agent d1étanchéité formant bou-30 ohon. L'électrode interne peut comprendre au moins une surface externe constituée par un matériau inerte tel que l'or ou bien peut être établie en or massif. Des cellules ou éléments électrolytiques de ce genre sont décrits dans les brevets des Etats Unis d'Amérique îî° 3.423.648, 35 H® 3.423.643, S® 3.423.642 et 3.423.644. Les dispositifs connus du type auquel il vient d'être fait allusion travaillent de façon satisfaisante au point de vue de leur rendement, compte tenu de leurs dimensions et sont étudiés de manière à fonctionner sous des denstés de charge ou des densités de 71 12927 2 2086029 courant supérieures à un niveau .jalniasam particulier. £§apniO±nss pour certaines applications, il est désirable de prévoir une cellule électrolytique qui fonctionne sous des densités.de,charge sensiblement inférieures à celles des dispositifs connus., mais 5 ayant encore la possibilité de fonctionner sous des densités de charge relativement élevées» En outre, il serait désirable d'utiliser des cellules électrolytiques de dimensions plus faibles que celles des dispositifs connus. Se plus, tout en établissant un dispositif plus petit, il est souhaitable de construire la cellule 10 électrolytique avec un prix de revient raisonnable. Une des électrodes des dispositifs connus comprend généralement un organe externe formant récipient affectant la forme d'une boîte pourvue d'une extrémité fermée et d'une extrémité ouverte où le récipient externe forme une des électrodes. L'extrémité ou-15 verte de ce récipient externe est déformée, physiquement parlant, contre une ossature isolante pour constituer un joint pour l'élément électrolytique à l'intérieur de l'extrémité ouverte agrandie ou renflée. Toutefois, avec de petits éléments électrolytiques, il n'est pas pratique, si même il n'est pas impossible, de déformer 20 l'extrémité ouverte d'une électrode cylindrique très petite, afin de produire un joint doté d'activité vis-à-vis de l'élément électrolytique . La présente invention est dirigée vers la création d'un élément électrolytique perfectionné présentant une construction plus 25 simple que les éléments électrolytique s connus et se prêtant à une fabrication économique. L'invention est matérialisée dans une cellule, autrement dit un élément éleetrolytique comprenant une première électrode et une seconde électrode, la première étant conformée de manière à oons-30 tituer un récipient pourvu d'une extrémité ouverte, d'une extrémité fermée et d'une paroi, la paroi de ce récipient comprenant au moins une surface interne constituée par un matériau actif tel que l'argent, un électrolyte liquide étant contenu dans le récipient pour assurer la conduction du matériau actif entre la première 35 électrode et la seconde. Un bouchon percé d'un trou est disposé dana le récipient. Ce bouchon es.t engagé dans l'extrémité ouverte du récipient et vient en contact avec 1'électrolyte liquide et la par©i du. réd.pien%. Utae partie au moins de la seconde électrode est engagée dans le trou du bouchon et passe à- travers lui pour 71 12927 3 2086029 pénétrer dans 1*électrolyte» la seconde électrode comprend une partie renflée qui limite son insertion à travers le trou du "bouchon. Un agent d'étanchéité remplit l'extrémité ouverte du récipient et entoure la partie renflée de la seconde électrode en assurant un 5 lien mécanique avec au moins la paroi du récipient et la seconde électrode, afin d'immobiliser celle-ci en position et d'empêcher l'échappement d'une partie quelconque de 1'électrolyte liquide. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après, simplement à titre d'exemple d'ailleurs, en regard du dessin sché-10 matique annexé. Comme on le voit par la figure unique constituant ce dessin, il s'agit d'une cellule ou d'un élément électrolytique représenté en section droite et comprenant une première électrode 30 et une seconde électrode 60. 15 La première électrode 30 est conformée de manière à consti tuer un récipient 32 pourvu d'une extrémité ouverte 33, d'une extrémité fermée 34 et d'une paroi 35. Ce récipient 32 est établi en un métal constituant un matériau actif du point de vue électro-chimique tel que l'argent. C'est ainsi, par exemple, que le réci-20 pient 32 peut être établi entièrement en ce matériau actif ou bien que la paroi 35 de ce récipient 32 peut comporter une oouche du matériau actif garnissant sa surface intérieure, le conducteur 36 relié à elle peut comporter à une extrémité une tête 38 pour ménager une plus grande surface à ce conducteur 36 en vue de sa fixa-25 tion à l'extrémité fermée 34 du récipient 32. Ce conducteur 36 peut être assujetti à l'extrémité fermée 34 du récipient 32 par un processus de soudage, approprié notamment par soudage par percussion à l'arcè A l'intérieur du récipient 32 se trouve une solution 50 for~ 30 mant un électrolyte liquide. Celui-ci agit de manière à conduire le matériau actif entre la première électrode 30 et la seconde électrode 60 sous l'action du passage du courant électrique, L'é-lectrolyte 50 est du type qui est capable de réagir chimiquement avec le matériau actif pour former un sel de ce matériau. C'est 35 ainsi, par exemple, que si le matériau actif employé est de l'argent, l*électrolyte 50 doit être du type capable de former un sel d'argent par la réaction de cet électrolyte avec le métal actifs 1'électrolyte 50 peut être par exemple du type décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique M"0 3«423»643« 71 12927 4 2086029 Un "bouchon 40 percé d'un, orifiee 42 est disposé à l'intérieur du récipient 32. Ce bouchon 40 est engagé dans l'extrémité ouverte 33 du récipient 32 jusqu'à une position particulière intérieurement à la paroi 35» Plus particulièrement, le bouchon 40 est *nga~ 5 gé dans la paroi 35 du récipient 32 jusqu'à une position pour laquelle ce bouchon 40 est en contact physique avec 1'électrolyte 50» la mise en place du bouchon 40 présente cet avantage que des poches d'air indésirables à l'intérieur du récipient 32 et dans 1'électrolyte sont supprimées. Ainsi, par exemple, quand le bou.~ 10 chon 40 est engagé, l'air peut s'échapper en passant par le trou 42 de ce bouchon 40. Le bouchon 40 mesure, de préférence, une dimension externe suffisamment grande par rapport à la dimension interne d® la paroi 35 du récipient 32 pour que ce bouchon 40 soit maintenu en place 15 par friction et s'oppose en principe au passage de 1*électrolyte 50 entre la paroi 35 du récipient 32 et ce bouchon 40« Celui-ci peut être constitué pa^jn.'importe quel matériau convenable qui ne risque pas de se détériorer quand il est exposé à l'action de l'é-lectrolyte 50« Ainsi, par exemple, ce bouchon 40 peut être établi 20 en un caoutchouc ou élastomère convenable tel que le matériau vendu sous l'appellation commerciale "Vitron". La seconde électrode 60 comprend première extrémité 68 baignant à l'intérieur de 1'électrolyte 50 et une seconde extrémité 63 plus grosse que la précédente* Un organe 64 formant conducteur 25 comportant une partie 66 formant tête à l'une de ses extrémités est soudé à l'extrémité la plus grosse 63 de la second» électrode 60» 51 le soudage par percussion à l'arc est employé pour établir le joint soudé 65, dans lequel le conducteur 64 et l'anode 68 sont entraînés conjointement tandis qu'on smvoie de llénergie électrique 30 entre eux, la tête 66 constitue une grande surface facilitant l'alignement et le soudage du conducteur 64 et de la seconde extrémité renflée 63» On conçoit que la seconde extrémité plus grosse 63 peut ne pas être renflee ou grossie avant le soudage de la seconde électrode 60 sur le conducteur 64, mais peut être obtenue comme 35 conséquence de l'opération de soudage. L'anode 68 comprend au moins une surface externe caos^tituée par un métal inerte tel que l'or. Cette anode 68 peut être une piè^ce massive constituée par un matériau inerte tel qu'un lingot ou morceau de fil d'or plein qui a été tronçonné suivant la longueur convenable prédétersdnée «, Le cm- 71 ■12927 5 2086029 ducteur 64 peut être établi en un métal convenable en vue de la constitution des conducteur» tels que des conducteurs de cuivre avec placage galvanisé. Il convient de noter que la seconde électrode 60 et le conducteur 64 peuvent être établis de manière à 5 former une pièce de métal continue telle qu'une pièce de fil d'or comportant une partie centrale renflée correspondant à la partie terminale renflée 63 et au conducteur 66 formant le joint soudé 65. Toutefois, la dépense résultant de l'utilisation d'une pièce en or massif augmenterait notablement le prix de la cellule électro-10 lytique. La partie renflée 63 constitue une butée d'arrêt mécanique de sorte que quand la seconde électrode 60 est engagée dans le trou du bouchon 40, cette seconde électrode peut n'être introduite que jusqu'à ce que la partie renflée 63 vienne en contact physique avec 15 le bouchon 40. Lors de l'assemblage de dispositifs de petites dimensions, il est extrêmement difficile de déterminer visuellement l'amplitude de l'introduction de la seconde électrode 60 introduite dans le trou du bouchon 40. Toutefois, avec la partie renflée 63, un ouvrier assembleur peut aisément déterminer au toucher quand 20 la partie renflée 63 vient en contact physique avec le bouchon 40. De plus, l'anode 68 peut être préalablement taillée selon une longueur particuliers et quand elle est engagée dans le trou du bouchon 40, une quantité reproductible de l'anode 68 pénètre dans 1'électrolyte 50 de manière à assurer l'uniformité de construction dési-25 rable• Un agent d'étanohéité 70 remplit, comme représenté, l'extrémité ouverte 33 du récipient 32 et est lié à la paroi 35 de ce récipient, contre la seconde électrode 60 et contre le bouchon 40. Cet agent d'étanchéité 70 peut être une résine époxy appropriée ou 30 une matière adhésive semblable capable de se lier avec les métaux et les matières plastiques particuliers utilisés dans la construction de la cellule électrolytique. L'agent d'étanchéité 70 doit avoir des caractéristiques telles qu'il ne risque pas de se détériorer par exposition à 1'électrolyte 50. Par voie de conséquence, 35 si l'un quelconque des électrolytes 50 dont l'emploi est envisagé vient à pénétrer entre le bouchon 40 et la paroi 35 pour gagner l'agent d'étanchéité 70, ce dernier ne va pas se détériorer. Une ~ détérioration de cet agent d'étanchéité 70 pourrait permettre "S une certaine fraction de 1*électrolyte 50 de s'échapper hors de 71 12927 s 2086029 l'élément électrolytique et par là même de nuire au rendement d® cet élément. Comme représenté dans le dessin* l'agent d'étanchéité 70 entoure pratiquement la totalité du joint soudé 65. Ainsi donc, 5 cet agent d'étanchéité 70 empêche le joint soudé 65 et par conséquent la seconde électrode 60 de se trouver déplacés par rapport à la position d'assemblage quand il est exposé à une force de traction. C'est ainsi» par exemple, que si le conducteur 64 subit une traction, l'agent d'étanchéité 70 maintiendra le joint soudé 10 65 sensiblement en position, ce qui peut, par répercussion, empêcher l'anode 68 d'être enlevée ou déplacée par rapport à l*é-lectrolyte. En outre, l'agent d'étanchéité 70 ménage un support supplémentaire du joint soudé 65 en entourant ce dernier. De plus, l'agent d'étanchéité 70 constitue un isolant entre le récipient 15 32 et le second conducteur 68, de sorte que si ce dernier est ployé ou rabattu vers la paroi 35 du récipient 32, l'agent d'étanchéité 70 va empêcher le conducteur 64 de venir en contact physique électrique avec l'extrémité ouverte 33 du récipient 32. Bien que les particularités principales de l'invention décou-20 lent de ce qu'il vient d'être dit et du dessin annexé, il doit être entendu que diverses variantes sont possibles, sans s'en écarter, dans le dofiiaine des équivalences techniques. 71 12927 7 2086029 REVENDICATIONS 1.- Cellule ou élément électrolytique caractérisé en ce qu'il comprend une première électrode pourvue d'une paroi délimitant un espace tabulaire, une extrémité fermée et une extrémité ouverte, 5 une partie au moins de la surface interne de la paroi de la première électrode comprenant un matériau actif du point de vue élec-trochimique, un bouchon isolant comportant au moins un orifice le traversant disposé à l'intérieur de l'extrémité ouverte de la première électrode et décalé le long de la paroi pour former une cham-10 bre close délimitée par l'extrémité fermée de la première électrode et le bouchon et une chambre ouverte délimitée par l'extrémité ouverte de l'électrode et le bouchon, une seconde électrode comportant une première extrémité pourvue d'au moins une surface externe constituée par un matériau inerte et une extrémité renflée, la 15 première extrémité de cette seconde électrode passant à travers l'orifice du bouchon isolant, cette extrémité renflée limitant l'engagement de la première extrémité à travers l'orifice du bouchon isolant, un électrolyte disposé à l'intérieur de la chambre fermée pour conduire le matériau inerte d'une des électrodes à l'autre 20 sous l'action d'un courant électrique envoyé entre les électrodes et un agent d'étanchéité isolant remplissant la chambre ouverte et assurant un lien mécanique avec la paroi de la première électrode, le bouchon et la partie renflée de la seconde électrode, afin d'empêcher l'échappement de 1*électrolyte à partir de l'élément 25 et de bloquer en position la seconde électrode» 2.- Cellule ou élément électrolytique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent d'étanchéité maintient le lien quand il est exposé à 1'électrolyte, 3.- Cellule ou élément électrolytique suivant la revendication 30 1, caractérisé en ce que l'agent d'étanchéité ne risque pas de se détériorer du fait de son contact avec 1'électrolyte. 4.- Cellule ou élément électrolytique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un conducteur et un joint soudé entre la seconde électrode et 35 ce conducteur. 5.— Cellule ou élément électrolytique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le joint soudé est disposé à l'intérieur de l'agent d'étanchéité pour s'opposer à l'enlèvement ou au dégagement de la seconde extrémité de la seconde électrode par rapport 40- à cet élément. | 71 12927 8 2086029 6.- Cellule ou élément électrolytique caractérisé en ce qu'il comprend une électrode formant récipient pourvue d'une extrémité ouverte, d'une extrémité fermée et d'une paroi, une partie de la surface de cette paroi étant garnie d'un matériau actif au point 5 de vue électrochimique, un bouchon isolant percé d'au moins un orifice disposé à l'intérieur de l'extrémité ouverte du récipient et déplacé le long de la paroi de celui-ci pour former une chambre fermée et une chambre ouverte, un système d'électrode comportant une première partie et une seconde partie, la première partie étant 10 engagée dans l'orifice du bouchon isolant et dans la chambre fermée tandis que la seconde partie fait saillie à travers cette chambre ouverte, un électrolyte placé à l'intérieur de la chambre fermée en contact avec la première partie du système d'électrode afin de conduire le matériau actif de l'une à l'autre sous l'action d'un 15 potentiel électrique appliqué entre eux, de telle sorte que le matériau actif puisse être conduit vers la première partie de ce système sous l'action du oourant électrique d'une première polarité appliquée entre l'électrode en forme de récipient et le système d'électrode et de façon telle que le matériau actif puisse être 20 transmis par oonduction à l'électrode en forme de récipient sous l'action d'un courant électrique ayant une seconde polarité appliquée entre cette électrode et le système d'électrode et un agent d'étanchéité isolant remplissant la chambre ouverte et assurant un lien mécanique avec la paroi de l'électrode formant récipient et 25 le système d'électrode,afin d'immobiliser ce système en position et d'empêcher toute perte d'électrolyte à partir de cette chambre, fermée. 7. Cellule ou élément électrolytique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde partie du système d'électrode 30 comprend un conducteur et un joint soudé reliant ce conducteur à l'extrémité de la première partie de ce système, ce joint soudé constituant une butée d'arrêt mécanique du système d'électrode quand la première partie de ce système est engagee dans l'orifice du bouGhon isolant. 35 8.— Cellule ou élément électrolytique suivant la revendication 6, ou la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde extrémité du système d'électrode est plus grande que la première extrémité de ce système.