Brevet FR2066910A1 — publié le 19710813

La présente invention a pour objet un élément "alcalin antimagnétique miniaturisé comprenant une électrode positive contenant de l'oxyde de mercure ou d'argent ou du bioxyde de manganèse et une électrode négative en -un amalgame poreux de zinc. 5 Le développement des montres électroniques a montré que l'u tilisation d'un élément non magnétique présentait certains avantages en ce qui concerne la précision de fonctionnement de ces instrument s. Le but de la présente invention est ae réaliser un élément 10 qui assure l'obtention de ces avantages. On sait que pour la réalisation d'éléments galvaniques miniature présentant une densité d'énergie maximale, il est avantageux d'utiliser des électrodes positives en un oxyde d'un métal lourd, en particulier en oxyde ae mercure, ou d'argent et des électrodes 15 négatives en zinc amalgamé. L'électrolyte se compose d'une solution d'hydroxyde de potasse ou de sodium. Les éléments galvaniques de ce type présentent, comme on le sait, une tension constante au cours ae la période d'utilisation et une capacité par unité de volume qui est élevée. 20 L'élément miniature, objet ae l'invention, est caractérisé en ce que son boîtier, qui est en contact électrique avec l'électro-ae positive est en un alliage de nickel antimagnétique et pratiquement inélastique comprenant au moins 65% de nickel et présentant dans les endroits non déformés par pliage une dureté ne dépassant 25 pas 250 unités Vickers et en ce que le couvercle, qui est en contact électrique avec le zinc de l'électrode négative est formé d'un laminé élastique et antimagnétique. L'unique figure du aessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'élément selon l'invention. 30 L'élément représenté présente une forme générale cylindrique de faible hauteur. Ses aimensions sont celles a'un bouton. Il comprend un couvercle ayant par exemple 11,4 mm de diamètre et 3,4 de hauteur et qui est constitué d'un assemblage laminé de deux tôles métalliques. Le eôté interne 2 est en un bronze à ressort, alliage 35 formé de 3 à 15% mais de préférence de 8$ d'étain et de 97 à &5% mais de préférence 92% de cuivre. Cette partie peut aussi être en laiton dur. La feuille extérieure 1 du laminé se compose d'un alliage de nickel antimagnétique et inoxydable. La composition est la 70 15502 2 2066910 suivante : 60-70? de nickel, 25-35% de cuivre ■ et' 1 à J% de fer. Un tel alliage se caractérise par de bonnes propriétés d'adhésion au bronze. - Le laminé antimagnétique de bronze et de Monel décrit ci-de 5 sus se prête bien à la fabrication du couvercle d'un élément à é-lectrode de zinc. La feuille interne de bronze 2' qui se - trouve en contact avec l'électrode de zinc 9 présente à l'état d'amalgame un potentiel hydrogène très élevé, ce qui empêche l'apparition d'hy-10 drogène à l'emplacement du couvercle et par conséquent évite tout risque d'augmentation de pression indésirable à l'intérieur de l'élément . . . - De plus, le couvercle décrit présente de très bonnes propriétés d'élasticité. Lors de l'assemblage de l'élément, le bord 15 du boîtier 4 est relevé et rabattu sur celui du couvercle1 afin de réaliser une fermeture étanche et de lier les deux parties de l'élément. Le serrage déforme élastiquement le bord du couvercle. Comme le bord du boîtier est lui-même rigide, l'anneau d'étanchéité 8 inséré entre les deux pièces pour les isoler électriquement l'une 20 de l'autre et assurer 1'étanchéité de l'enceinte reste serrée élastiquement par l'effet de la déformation du couvercle. Cette disposition assure une grande longévité à l'élément. D'une façon générale, le côté extérieur du couvercle se eoia pose d'une feuille d'un alliage de nickel inoxydable et antimagné-25 tique alors que le côté intérieur est formé d'une feuille de cuivre de zinc, d'étain ou d'un alliage de ces métaux entre eux^ au moins une des dites feuilles présentant des propriétés élastiques. Le couvercle élastique en laminé mixte de Monel et de bronze présentera de préférence3 outre une élasticité élevée, une dure-30 té supérieure à 125 unités Vickers pour le bronze et à 250 unités Vickers pour le Monel. Les épaisseurs des deux feuilles seront par exemple dans l'exemple décrit de 0,05 à 0,5 mm pour chaque feuille les valeurs préférées étant comprises entre 0.1 et 0.25 mm. Les duretés indiquées ci-dessus seront mesurées sur les tôles venues de 35 laminages c'est-à-dire aux endroits qui n'ont pas été durcis par--1'éerouissage que subit le métal déformé lors de l'emboutissage eu couvercle » Les deux feuilles métalliques ne seront pas nécessairement d'égale épaisseur. Il Importe cependant que la feuille de bronss 70 15502 3 2066910 soit suffisamment épaisse et libre de pores pour éviter tout contact entre l'électrolyte et la feuille de Monel et pour conférer au couvercle l'élasticité désirée. Comme on le voit au dessin, la garniture d'étanchéité 8 est 5 de forme générale annulaire. Sa section comprend deux lèvres qui s'étendent à angle droit l'une de l'autre, l'une dans le sens axial et l'autre dans le sens radial, vers l'intérieur. La lèvre radiale est posée sur la cloison de séparation 6 en forme de disque dont la périphérie est engagée à l'intérieur de la paroi cylindrique du 10 boîtier 4. Quant à la lèvre axiale elle est maintenue courbée vers l'intérieur par le bord supérieur de la paroi du boîtier qui est rabattue vers l'intérieur lors de la fermeture de l'élément. La périphérie du couvercle 1,2 est elle même emboutie, de façon à former une bordure renforcée, par rabattement vers l'extérieur et replie-15 ment en arc de cercle d'environ 180°. Ce rebord arrondi vers l'extérieur est engagé entre les lèvres de la garniture. Etant armé é-lastiquement lors du rabattement de la paroi du boîtier, il assure une double étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule. Comme on le voit l'épaisseur du matériau qui forme le boîtier 20 est supérieure à celle du matériau qui forme le couvercle. L'anneau d'étanchéité 8 est en nylon. Cette matière résiste particulièrement bien à la déformation par fluiage à froid. Par sa feuille extérieure 1 en Monel, la surface extérieure du couvercle est rendue inoxydable et permet la réalisation d'un 25 contact à faibles pertes ohmiques entre le couvercle et un organe de raccordement de l'élément au circuit dans lequel ce dernier est inséré. L'élect-rode négative poreuse 9 en poudre de zinc est séparée de l'électrode positive 5 par les couches de séparations 6^et 30 7- L'électrode 7 est en contact avec, le boîtier 4 de la cellule décrite, ce boîtier formant le pôle positif. Il se compose d'un alliage de nickel antimagnétique qui contient au moins 65# de nickel. Les alliages de ce genre présentent une résistance à la corrosion extrêmement grande, vis à vis 35 aes électrolytes alcalins sous les valeurs du potentiel des électrodes d'oxydes de mercure ou d'argent. Comme exemple, on peut citer l'alliage connu sous le nom d'"Inconal 600" dont la composition est la suivante : 70 15502 4 2066910 C 0.03, Si 0.18, Cu 0.04, Fe 7.32, Mn 0.09, Mg 0.017, Cr 15-5, Ti 0.26, Al 0.12, Co 0.17, Mo 0.20, Ni BAL. Le matériel dont est constitué le boîtier 4 peut être recuit sous gaz protecteur et traité thermiquement, afin de présen-5 ter finalement une faible dureté, et une faible élasticité. Au contraire du couvercle, le métal du. boîtier est déformable plastique-ment, mais non élastiquement.- Le boîtier antimagnétique 4 en un métal à haute teneur en nickel .est caractérisé par une dureté qui ne dépasse pas 250 unités Vickers. Les traitements' thermiques que 1' 10 on peut faire subir au métal défini ci-dessus permettent d'obtenir une dureté bien inférieure à cette valeur et on a constaté qu'il était avantageux quoique non indispensable de conférer au métal du boîtier une dureté aussi basse que possible. La construction décrite ci-dessus assure un volume inté-15 rieur aussi grand que possible, donc une capacité maximum tout en permettant de limiter l'encombrement total de la pile. En outre, l'utilisation d'un élément de boîtier en métal plastique et d'un élément en métal élastique permet de réaliser une étanchéité parfaite grâce au simple joint de faibles dimensions intercalé entre 20 ces deux pièces. Les essais ont montré que la combinaison de métaux décrite ci-dessus assurait dans la meilleure mesure possible l'obtention des performances que l'on attend, des éléments galvaniques de faibles dimensions au point de vue de 1'étanchéité, de la résistance à la corrosion et de la longévité. 70 15502 5 2066910 REVENDICATIONS 1. Elément galvanique alcalin antimagnétique et miniaturisé comprenant une électrode- positive contenant de l'oxyde' de mercure ou d'argent ou du bioxyae de manganèse, et une électrode négative en zinc amalgamé poreux, caractérisé en ce que le boîtier, qui se 5 trouve en contact avec l'électrode positive est constitué d'une pièce métallique en un alliage de nickel antimagnétique pratiquement sans élasticité contenant au moins 65% de nickel et présentant aux endroits non déformés par pliage une dureté ne dépassant pas 250 u-nités Vickers, et en ce que le couvercle, qui est en contact avec 10 l'électrode de zinc se eompose d'un laminé élastique et antlmagné-tique. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le côté extérieur du couvercle se compose d'une feuille d'un alliage de nickel inoxydable et antimagnétique alors que le côté inté— 15 rieur est formé d'une feuille de cuivre, de zinc, d'étain ou d'un alliage de ces métaux entre eux, au moins une des dites feuilles présentant des propriétés élastiques. 3. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille intérieure du couvercle est formée d'un bronze conte- 20 nant 3 à 15/5 d'étain et 97-85* de cuivre. 4. Elément selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bronze de la feuille interne du couvercle se compose de 8% d'étain et de 92# de cuivre. 5. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que 25 la feuille extérieure du couvercle présente une dureté supérieure à 250 unités Vickers et est élastique.