Brevet FR2081136A1 — publié le 19711203

L'invention concerne les coupelles métalliques pour piles étanches du type bouton, et plus particulièrement les coupelles destinées à être en contact, dans de telles piles, avec la matière active négative, notamment lorsque celle-ci comprend du zinc à l'état divisé On connaît des piles étanches du type bouton comportant deux coupelles métalliques s'emboîtant l'une dans l'autre tout en étant électriquement isolées par l'interm#diaire d'un joint d'étanchéité. l'une de ces coupelles étant au contact de la matière active positive, par exemple l'oxyde mercurique, l'oxyde d'argent ou le bioxyde de manganèse, l'autre coupelle, dénommée ci-après couvercle, étant au contact de la matière active négative, par exemple du zinc, à l'état pulvérulent, de préférence amalgamé, 1'éLectrolyte étant une solution appropriée d'un hydroxyde de métal alcalin, tel que la potasse. Dans de telles piles, les couvercles sont généralement formés soit par un feuillard de laiton ou d'acier, cuivre ou argenté sur ses deux faces, puis éventuellement nickelé sur la face externe, soit par un feuillard de cuivre nickelé sur la face externe, soit par un feuillard d'acier éventuellement nickelé sur la face externe. Il est également connu de munir les surfaces en cuivre, ou en acier, pouvant être en contact avec la matière active négative contenant du zinc, d'un revêtement de zinc, parce qu'autrement on observerait dans la pile un certain dégagement gazeux qui pourrait être préjudiciable à son bon fonctionnement. Des couvercles présentant un tel revêtement interne de zinc ont notamment été décrits dans le brevet américain 2 816 153 accordé le ID Décembre 1957, ainsi que dans la demande de brevet français 69 42 687 déposée le 22 Avril 1969 par la Demanderesse et ayant pour titre "PERFECTIONNEMENT A L'ETANCHEITE DES PILES DU TYPE BOUTON". La Demanderesse a toutefois constaté que dans le cas où le revêtement de zinc est déposé sur du cuivre, dans un premier temps cette couche s'amalgamait en raison de la présence du mercure au sein de la matière active négative, puis dans un deuxième temps le cuivre également s'amalgamait rapidement, ce qui le rendait cassant. Des fissures pouvaient alors se produire dans le couvercle détruisant ainsi le caractère d'étanchéité de la pile. Par ailleurs, dans le cas où le revêtement de zinc est déposé sur de l'acier, au cours de la décharge une partie de ce revêtement étant consommée par oxydation, la matière active négative peut alors entrer en contact avec l'acier. Il s'ensuit un dégagement gazeux important préjudiciable au fonctionnement de la pile et qui, dans le cas de l'acier, ne cesse de lui-même. La présente invention permet notamment de remédier aux inconvénients précités. Elle a pour objet une coupelle métallique, dénommée ci-après couvercle, pour piles étanches du type bouton, comportant au moins une partie destinée à être en contact avec la matière active négative, laquelle comprend du zinc à l'état divisé, de préférence amalgamé, caractérisée par le fait que ladite partie ast en nickel revêtu du coté de la matière active négative par une mince couche de zinc. Selon l'invention, le couvercle peut être en nickel, ou en acier nickelé-sur ses faces interne et externe, au moins la partie du couvercle destinée à être en contact avec la matière active négative étant revêtue d'une mince couche de zinc. L'invention a également pour objet une pile étanche du type bouton comportant un tel couvercle. Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche de zinc recouvrant la surface en nickel du couvercle est déposée chimiquement sur ladite surface, dans une opération préalable, par mise en contact d'une solution appropriée d'un zincate alcalin, par exemple une- solution obtenue en saturant-en zincate une solution de potasse 9N par addition d'oxyde de zinc. L'invention sera mieux comprise en se rapportant à la description qui va suivre et au dessin annexé dans lequel la figure unique représente très schémati quement une coupe très agrandie d'un mode de réalisation d'une pile étanche du type bouton conforme à l'invention. Sur cette figure, la référence 1 désigne une première coupelle métallique, par exemple en acier nickelé. La référence 3 désigne une seconde coupelle métalli que, dénommée ci-après couvercle, par exemple en nickel ou en acier nickelé sur ses deux faces et munie, conformément à l'invention, sur au moins sa partie en contact avec la matière active négative 10 d'un mince revêtement de zinc 11. Un joint annulaire 6, en un polymère organique, tel qu'un polyamide par exemple, assure l'étanchéité entre les deux coupelles 1 et 3. ~ Le bord 2 de la coupelle 1 est serti autour du joint 6 en le comprimant. Dans le mode de réalisation représenté, qui n'a été donné qu'à titre illustratif et nullement limitatif, le bord 5 du couvercle 3 pénétre dans le joint 6-et s'y replie deux fois. Le joint 6 est surmoulé sur le bord replié 5 du couvercle. Le joint 6 repose sur la face externe d'une bague en L métallique 4 retournée qui s'appuie par le bord de sa jupe sur le fond de la coupelle 1. La référence 7 désign#e la matière active positive, par exemple de l'oxyde mercurique ou de l'oxyde d'argent. 8 désigne une barrière, par exemple en cellophane, destinée à éviter la diffusion du mercure produit vers le compartiment anodique. Cette barrière supporte jun séparateur approprié 9. La matière active négative 10 est constituée par du zinc pulvérulent amalgamé. L'électrolyte est constitué par une solution de potasse, par exemple-9N. que l'on sature en zincate par addition d'oxyde de zinc. En raison de la couche de zinc Il déposée sur le couvercle 3 avant le montage Ode la pile, on évite au cours de la décharge un dépit de zinc sur ledit couvercle einsi qu'un dégagement gazeux au niveau dudit couvercle. En effet, si cette couche 11 n'existait pas, la matière active négative, au contact du nickel, en milieu alcalin saturé en zincate, donnerait lieu au niveau du nickel aux deux phénomènes compétitifs suivants - réduction de l'eau, fournissant de l'hydrogène gazeux selon la réaction - réduction du zincate, fournissant un dépit de zinc selon la réaction Le premier phénomène, important au début, tend à s'atténuer au fur et à mesure que le second progresse, jusqu'à s'-annihiler lorsque le nickel du couvercle est totalement recouvert de zinc, Le second phénomène au contraire devient de plus en plus~ prépondérant à mesure que la surface restante du nickel non encore recouvert se rétrécit, puis il s'atténue et il cesse lorsque la surface en contact avec la matière active négative est entièrement recouverte de zinc. En raison de la présence de la couche de zinc 11, le nickel est passivé et ces phénomènes ne se produisent pas. La couche de zinc 11 revêtant la surface en nickel de la coupelle est avantageusement déposée chimiquement sur ladite surface par mise en contact d'une solution d'un zincate alcalin. Ces résultats peuvent s'expliquer de la manière suivante : La différence entre les potentiels d'oxydo-réduction du zinc et du nickel, qui est importante, de l'ordre de 0,9 V, permet un tel dépit. Il est important de noter que dès que toute la surface du nickel a été recouverte de zinc, ce dépôt s'arrête de lui-même. De ce fait, la couche de zinc Il est de faible épaisseur. il est avantageux que la surface de nickel sur laquelle est effectué le dépôt de zinc soit la plus lisse possible On a pu constater par contre qu'un tel dépôt de zinc ne se produisait pas lorsque le nickel était remplacé par de l'acier, probablement en raison de la trop faible différence entre les potentiels d'oxydo-réduction du fer et du zinc qui- est de l'ordre de 0,35 V. Ceci explique d'ailleurs que dans les piles comportant un couvercle en acier muni d'un revêtement de zinc, lorsque ce zinc est consommé au cours de la décharge mettant ainsi l'acier directement au contact de la matière active négative, le phénomène de réduction de l'eau se produise et ne soit pas annihilé par le second phénomène car la réduction du zincate sur le fer ne peut intervenir. Comme il a été indiqué ci-dessus, la couche de zinc déposée sur le nickel présente en raison du procédé utilisé une faible épaisseur, qui correspond à ltépaissseur strictement nécessaire à la passivation complète du nickel. Ce procédé n'étant pas applicable au cas du dépot du zinc sur l'acier, les procédés alors utilisés dans ce cas ne permettent pas d'obtenir aisément une couche de zinc qui présente juste l'épaisseur nécessaire à la passivation de l'acier. Il s'ensuit donc le plus souvent la réalisation d'une couche de zinc trop importante ce qui alourdit inutilement la pile. Enfin, on peut noter que le nickel n'ayant pas tendance à s'amalgamer comme le cuivre, l'étanchéité de la pile au niveau du couvercle est assurée pendant tout son fonctionnement. Bien entendu l'invention n'est nullement Imitée au mode d'ex#écution décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En# particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention apporter des modifications de détaili changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS d/ - Coupelle métallique, dénommée ci-après couvercle, pour piles étanches du type bouton, comportant aj moins une partie destinée à être en contact avec la matière active négative, laquelle comprend du zinc à 11 état divisé, de préférence amalgamé, caractérisée par le fait que ladite partie est en nickel revêtu du coté de la matière active négative par une mince couche de zinc. 2/ - Coupelle selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est en nickel et est revêtue sur au moins la partie destinée à être en contact avec la matière active négative d'une mince couche de zinc. 3/ - Coupelle selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est en acier nickelé sur ses faces interne et externe et est revêtue sur au moins la partie destinée à être en contact avec la matière active négative d'une mince couche de zinc. 4/ - Procédé de fabrication d'une coupelle selon une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la couche de zinc recouvrant la surface en nickel du couvercle est déposée chimiquement sur ladite sur-face par mise en contact d'une solution appropriée d'un zincate alcalin. 5/ - Pile étanche du type bouton, comportant deux coupelles métalliques s'emboîtant l'une dans l'autre tout en étant électriquement isolées par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité, l'une de ces coupelles, dénommée ci-après couvercle, étant au contact de la matière active négative, laquelle comprend du zinc à l'état divisé, de préférence amalgamé, caractérisée par le fait qu'au moins la partie du couvercle an contact avec la matière active négative est en nickel revêtu du coté de ladite matière négative par une mince couche de zinc. 6/ - Pile selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le couvercle est en nickel et est revêtu sur au moins la partie en contact avec la matière active négative d'une mince couche de zinc. 7/ - Pile selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le couvercle est en acier nickelé sur ses faces interne et externe et est revêtu sur au moins la partie an contact avec la matière active négative d'une mince couche de zinc. 8/ - Procédé de fabrication d'une pile selon une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que la couche de zinc recouvrant la surface en nickel du couvercle est déposée chimiquement, dans une opération préalable, sur ladite surface par mise en contact d'une solution appropriée d'un zincate alcalin.