Brevet FR2086126A1 — publié le 19711231

La présente invention concerne une électrode du type dit tubulaire destinée avant tout à des accumulateurs au plomb et, dans celle-cis plus particulièrement les gaines qui entourent la masse active afin qu'elle ne se détache pas au cours du fonctionnement. 5 On se propose de réaliser ainsi des gaines d'électrode dont le matériau résiste aux attaques chimiques et physiques provoquées par la charge et la décharge de 1'accumulateur et qui soient en même temps suffisamment poreuses pour que 11électrolyte accède à peu près librement à la matière active» L'invention résout pour la première fois ce problème de la technique des accumulateurs Des gaines d'électrode d'accumulateur constituées par des tubes d'ébonite fendus, lesquelles étaient peu résistantes à l'oxydation et n'avaient qu:une faible rigidité mécanique» on est 20 passé ensuite à des gaines en fibre de verre entourées de feuilles plastiques perforées. On a aussi fait un emploi très large de gaines tubulaires tissées à partir de fibres mixtes de matière plastique et beaucoup plus modéré de tubes fendus à la manière des anciens tubes en ébonite mais constitués par du polyéthylène„ On a bientôt reconnu que la fibre de verre d'une qualité déterminée constituait un excellent matériau, compte tenu du but recherché. Un treillis eu un tissu fait de ce matériau présente cependant le grave inconvénient d'une liaison insuffisante entre ses fils constitutifs par suite du caractère lisse de leur sur-faos. 30 On a cherché à y remédier par une imprégnation, par exemple au moyen de résine phénolique. Mais on n'a pas tardé à constater, d'une part-, qu'une telle imprégnation faisait perdre à la gaine sa porosité, si utile au fonctionnement, d'où à nouveau une moins bonne exploitation de la matière active dans l'électrode, et, 35 d'autre part, que la liaison entre les fils ne résistait pas suffisamment aux contraintes provoquées par l'augmentation de volume de la matière active, les fils fixés les uns aux autres par l'imprégnation se séparant alors facilement. Quant aux gaines de filbra de verre entourées d'une feuille plastique, elles sont assez coii-40 teuses dans leur réalisation et présentent une relativement grande 25 71 13396 2 2086126 épaisseur de paroi, si bien qu'à diamètre extérieur égal la quantité de matière active insérable dans l'électrode et, par conséquent, la puissance de l'accumulateur sont plus faibles, La matière active de l'électrode selon l'invention est 5 entourée par un matériau en fibre de verre combiné de façon nouvelle avec du polyéthylène. On peut utiliser aussi, au lieu de polyéthylène, une autre matière plastique fusible donnant un assemblage inaltérable, mais il est nettement préférable de recourir à des pol/oléfines. On avait bien reconnu précédemment les caractéristi-10 ques favorables du matériau de fibre de verre, mais sans pouvoir l'utiliser par suite des inconvénients précités. On connaît également depuis longtemps les avantages du polyéthylène pour la cohésion, mais ce matériau, n'étant dimensionnellement stable que sous de relativement fortes dimensions dans les conditions de tempéra-15 ture d'un accumulateur en fonctionnement, a très peu été utilisé jusqu'à présent comme revêtement d'électrode d'accumulateur, la combinaison de matériaux selon l'invention possède, d'une manière tout à fait surprenante, toutes les caractéristiques souhaitées en ce qui concerne non seulement l'inaltérabilité chimique, mais, 20 plus inattendue encore, la résistance mécanique. On a donc constaté que la porosité de la gaine selon l'invention est comparable à celle du tube souple de fibre de verre, qui n'est qu'un élément constitutif de ladite gaine. La matière active de 1 'él'ectrode est ainsi entourée d'une ou de plusieurs gaines constituées par un 25 tube souple de fibre de verre sur lequel a été appliquée et frit-tée de la poudre de polyéthylène. Lors du frittâge, ladite poudre de polyéthylène se contracte en de fines gouttes qui, au contact des fils, s'assemblent de préférence aux croisements de ceux-ci. Un tel phénomène fait que la porosité ne se trouve pas notable-30 ment diminuée par rapport à celle du tube souple de fibre de verre non traité. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip~ tion détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel: 35 la figure 1 représente un fragment d'une gaine d'élec trode selon ladite invention; la figure 2 représente le même fragment à une échelle agrandie; la figure 3 schématise un procédé de réalisation; 40 la figure 4 est une vue en élévation latérale, avec 71 13396 3 2086126 coupe partielle, d'une électrode selon l'invention? la figure 5 est une vue de face de la même électrode? les figures 6 et 7 sont des vues d'extrémités de gains respectivement en treillis et en tissu; 5 la figure 8 représente une gaine multiple. La gaine d'électrode représentée partiellement sur la figure 1 se compose de fils de fibre de verre tressés 1 et de granulés de polyéthylène 2 frittés au-dessus. La figure 2 donne de cette gaine une image agrandie, d'où 10 il ressort que le polyéthylène se rassemble principalement aux points de croisement des fils au cours du frittage. La figure 3 illustre un procédé de réalisation de la gaine d'électrode selon l'invention. La référence 3 désigne une "bobine d'un tube sotfple et continu de fibre de verre 4 que l'on tire en 15 continu sur un mandrin métallique 5 reposant sur un rouleau 6 qui tourne dans le sens de la flèche. Ce rouleau 6 est revêtu, sur tout son pourtour» d'une couche de matière de friction qui facilite la montée du tube de fibre de verre 4 sur le mandrin 5, maintenu à son autre extrémité entre deux rouleaux accouplés 7 et 8. De la poudre 20 de polyéthylène 10 est maintenue à l'état fluidifié dans un réservoir 10 par des jets d'air issus d'une canalisation 11. Le tube souple de fibre de verre 4 traverse, sur le mandrin 5, la poudre fluidifiée en étant en même temps chauffé à la température de fusion de celle-ci par une bobine à haute fréquence 12, dont il est 25 entouré, ou par tout autre moyen approprié. Vient ensuite une chambre de refroidissement 13 dans laquelle le polyéthylène, encore relativement plastique» se solidifie. On utilise, comme réfrigérant, de l'air froid. Comme on le voit, la gaine est réalisée en continu: on la 30 coupe ensuite aux longueurs voulues. Les figures 4 et 5 sont deux vues différentes d'une électrode selon l'invention. Elle se compose en principe d'un certain nombre de barreaux de grille conducteurs 14 entourés de matière active 15 et insérés dans la gaine 16 ci-dessus décrite. Ces bar-35 reaux 14 sont reliés en haut et en bas par des languettes transversales 17 et 18, celle du haut 17 étant normalement seule constituée par un métal conducteur et étant complétée par une patte de contact 19. Les figures 6 et 7 représentent, par une de leurs extrémi~ 40 tés, des gaines dont le matériau fibreux est constitué respective 71 13396 4 2086126 ment par un treillis et par un tissu* Si l'on veut réaliser la gaine d'électrode sous forme multiple, le procédé de tissage, appliqué selon la méthode généralement connue du tissage "en bande à oartouches" comme sur la figure 8, 5 parait le plus avantageux. Dans le cas de gaines individuelles, on peut préférer le procédé de tressage. On peut naturellement aussi assembler par couture les tissus en des électrodes appropriées que l'on traite ensuite conformément à l'invention. Il est bien entendu possible de concevoir d*autres procédés 10 que celui qui correspond à la figure 3 sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 71 13396 5 2086126 REVENDICATIONS 1. Electrode de type "tabulaire" à gaine pour accumulateur, principalement pour accumulateur au plomb, constituée par un squelette conducteur et par une matière active fixée sur celui-ci et 5 entourée pour sa part d'une ou de plusieurs gaines résistantes aux attaques électroohimiques dans la cellule de 1'accumulateur et peureuses afin de permettre le libre accès de l'électrolyte à la matière active, électrode oaraotérisée par le fait que les gaines sont constituées par un tissu ou un treillis de fibre de verre sur 10 lequel est frittée ou fondue une couche de matière plastique» 2. Electrode d'accumulateur selon la revendication 1 caractéréisée par le fait que la matière plastique est principalement concentrée sur les points de croisement des fils du tissu ou treillis. 12 3, Electrode d * accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée par le fait que la matière plastique est une polyoléfine-polyéthylène ou autre-. 4* Procédé de réalisation de la gaine d'une électrode pour accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 carac-20 térisé par le fait que l'on fait passer un treillis ou tissu de fibre de verre, sur un ou plusieurs mandrins et" sous chauffage, à travers une matière plastique pulvérisée, si bien que cette poudre plastique fond sur le treillis ou tissu précité, que l'on refroidit ensuite et coupe en tronçons de longueur appropriée;