Brevet FR2122505A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne les piles électriques et plus particulièrement une construction pour le scellement étanche des piles du type bouton. Les petites piles électriques, utilisées par exemple pour les 5 montres et les appareils pour sourds,sont en général appelées des piles du type bouton en raison de leur forme et de leurs petites dimensions. Par exemple, une pile de ce type est une pile ronde d'une hauteur de 5,33 mm et d'un diamètre de 11,43 mm. Ces piles sont habituellement des piles à électrolyte alcalin. Une pile typique de ce type comporte une anode en 10 amalgame de zinc, une cathode én oxyde mercurique et un électrolyte alcalin, par exemple de l'hydroxyde de potassium. La solution d'hydroxyde de potassium est un liquide fortement corrosif qui a tendance à grimper, c'est-à-dire qu'il grimpe sur les côtés du récipient enfermant la pile. L'électrolyte alcalin ainsi que les gaz 15 produits par la pile ont posé des problèmes sérieux pour la fermeture étanche des piles. Si 1'électrolyte alcalin peut fuir de la pile, non seulement il peut détruire la pile elle-même, mais aussi il peut endommager le dispositif pouvant être délicat et coûteux dans lequel la pile est utilisée. De même, les gaz échappant de la pile peuvent être corrosifs pour le dispositif. 20 Ce problème des fuites de la pile est particulièrement sérieux dans le cas des montres-bracelets. Une montre-bracelet comporte de nombreuses pièces pouvant être détériorées par la corrosion résultant des fuites à partir d'une pile contenue dans le boîtier de la montre. Différentes solutions ont été proposées pour le problème de 25 fermeture étanche des petites piles du type bouton. Par exemple, il a été proposé d'incorporer dans la pile un système à soupape pour permettre l'échappement des gaz, ou bien de placer une matière absorbante sur le trajet possible de fuite pour absorber le liquide ayant pu passer à travers le joint d'étanchéité. Ces dispositifs n'ont pas donné entière satisfaction 30 pour la fermeture étanche de piles et ils réduisent la quantité de matière active pouvant être incorporée dans la pile. Si un joint, réellement efficace pour fermer de façon étanche une pile pour empêcher des fuites de gaz et de liquide alcalin et n'augmentant pas appréciablement les dimensions de la pile,est trouvé, il sera possible d'utiliser un poids supérieur d'électro-35 lyte dans la pile, ou bien des quantités supérieures de matières pour l'anode et la cathode pour obtenir une capacité supérieure pour les mêmes dimensions de la pile. 2 2122505 72 01623 L'invention a pour objet une pile électrique du type bouton effectivement et complètement fermée de façon étanche pour empêcher les fuites. L'invention a aussi pour objet une pile électrique dans 5 laquelle le joint d'étanchéité ne réduit pas apprécialement la quantité de matière active pouvant être incorporée dans la pile. L'invention a aussi pour objet une forme de joint d'étanchéité pouvant être fabriqué à un prix relativement bas. L'invention concerne par suite une pile électrique du type 10 bouton. Cette pile comporte une première partie en forme de boîte ouverte à une extrémité. La pile comporte aussi un couvercle substantiellement convexe. La cathode est placée dans l'élément inférieur de la boite et une matière pour anode et un électrolyte sont placés dans le couvercle. Plusieurs séparateurs sont positionnés entre l'anode et la cathode avant l'assemblage 15 de la pile. Le joint comporte une bague d'étanchéité flexible. Cette bague comporte une partie inférieure logée dans l'élément inférieur de la boîte. Un épaulement de l'intérieur de la bague supporte la partie en forme de jupe du couvercle. Avant de sceller la pile, un adhésif est placé sur la jupe du 20 couvercle pour faire adhérer la bague d'étanchéité au couvercle. Chaque sous-ensemblejformé par le couvercle et la bague d'étanchéité^ est essayé individuellement pour vérifier 1'étanchéité, avant l'assemblage de la pile. La paroi latérale située à la partie supérieure de la boîte est ensuite sertie pour comprimer la bague d'étanchéité. Un couvercle auxiliaire en matière plastique 25 est ensuite placé sur le couvercle principal, et il est lié à celui-ci. Ce couvercle supplémentaire assure une protection supplémentaire contre les fuites à partir de la pile, et il renforce le joint de la pile. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante donnée à titre d'exemple et faite en 30 se référant au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une coupe d'une pile selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, après l'assemblage; - la figure 2 est une coupe de l'ensemble comportant l'anode de la pile de la figure r avant l'assemblage de celle-ci; et 35 - la figure 3 est une coupe de la partie comportant la cathode de la pile de la figure 1, avant l'assemblage de celle-ci. La pile 9 selon laprésente invention comporte un couvercle 10 en matière conductrice, par exemple en métal duplex acier inoxydable-bronze 72 01623 2122505 phosphoreux. Le couvercle constitue l'une des bornes de la pile, l'autre borne étant formée par la partie intérieure 11 de la botte. Une bague d'étanchéité 12 est placée entre le couvercle 10 et la boite 11 et elle isole électriquement les deux bernes de la pile. La boîte 10 contient la matière 5 constituant l'anode 13, qui peut ètre^ par Exemple, an amalgame de zinc comprimé dans le couvercle. Avant l'assemblage final de la pile, un électrolyte alcalin, par exemple, une solution d'hydroxyde de potassium ou d'hydroxyde de sodium, est ajoutée dans l'anode en amalgame de zinc. La boîte inférieure il contient un dépolarisant de cathode 15 10 tel qu'un mélange d'oxyde merc.uiique ave. on petit pourcentage de graphite. Un ou plusieurs séparateurs 31, par exempts en membrane de matière plastique microporeuse, et des séparateurs 14 en matière plastique sont placés entre l'anode et la rathede. Comme le montre la ligure 2, qui représente un sous-ensemble 15 comportant le couvercle 10 adhérant à la bague d'étanchéité 12, le couvercle 10 comporte une partie dépassant ver.? le bas f-n forme de jupe 18 se terminant à l'extrémité par un bord 19, Un adhésif 20 =st placé sur le bord 19 du couvercle 10 du cOté de la bague d'étanchéité 12. Un adhésif 20 convenable est un mélange de résine époxyde et de polysiJ î'ure, Le bord 19 est maintenu 20 contre la bague d'étanchéité pendant une he^re sous pression, par exemple sous une pression de 20 g. Chaque sous-ensemble est essayé après 24 h indi- 2 viduellement pour contrôler l'absence de f •. i t e sous une pression de 1,4 kg/cm pendant 10 s. Si cet ensemble est constaté sans fuite, il est retourné et la 25 matière d'anode en amalgame de zinc est comprimée dans le couvercle 10. L'électrolyte est ensuite ajouté et le couvercle 10 est uni, par exemple dans un gabarit de montage, à la boîte inférieure 11, A ce moment de l'assemblage, la bague d'étanchéité a encore la forme représentée sur la figure 2 avec le rebord 17 s'étendant vers le haut. 30 L'assemblage final comporte le sertissage du bord de la partie verticale 2 de la boîte inférieare 11 po-jr établir un joint étanche contre la bague d'étanchéité. La pression de sertissage peut être de l'ordre d'environ 1,75 tonne. La bague d'étanchéité est maintenue sous pression après le sertissage par la partie sertie 21 En fait, il existe trois joints séparés pour la 35 pile, tous empêchant efficacement les fuites de gaz et de liquide. Le premier joint est l'adhésif situé entre la jups 18 et l'épaulement 16 de la bague d'étanchéité. Le second joint est la bag^e d'étanchéité elle-même qui 4 2122505 72 01623 est comprimée. Le troisième joint est le couvercle auxiliaire 22 qui est placé sur le couvercle 10 et qui est uni aussi à la boîte inférieure 11. Comme il a été mentionné ci-dessus, un couvercle auxiliaire 22 en matière plastique est ensuite placé sur le couvercle 10 pour allonger 5 le trajet de fuite et pour former un joint supplémentaire. Le couvercle auxiliaire 22 comporte une ouverture centrale 24 et un bord 23 dépassant vers le bas d'une forme prédéterminée et qui est lié à la boîte inférieure 11. Le couvercle 22 est prétraité, par exemple dans une solution d'acide sulfurique et de bichromate de potassium, et un revStement de résine époxyde est appliqué 10 au couvercle auxiliaire 22 ainsi qu'au couvercle 10. Le couvercle auxiliaire 22 est ensuite pressé sur le couvercle 10 et sur la boite inférieure et une polymérisation a ensuite lieu à la température ambiante. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on 15 sorte de son cadre. 2122505 72 01623 REVENDI CATIONS 1 - Procédé pour établir 11étanchéité d'une pile électrique comportant une boite contenant les matières actives de l'anode et de la cathode, cette boîte comprenant un élément en forme de boîte inférieure 5 ayant un fond et une paroi latérale cylindrique avec une extrémité supérieure ouverte, un couvercle ayant une partie en forme de jupe pouvant être engagé dans cette ouverture, et une bague d'étanchéité flexible, caractérisé par le collage de la jupe du couvercle à la bague d'étanchéité, l'essai de l'adhérence de la jupe à la bague d'étanchéité pour contrôler l'absence de 10 fuite, la mise en place des matières actives dans le couvercle et l'élément en forme de boîte, le positionnement de la bague d'étanchéité dans l'ouverture de l'élément en forme boîte avec un dispositif séparateur entre la matière active contenue dans le couvercle et l'élément en forme de boîte, et le sertissage de la paroi latérale de l'élément en forme de boîte sur la 15 bagua d'étanchéité pour comprimer celle-ci. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'adhésif est une résine époxyde. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'avant lé sertissage, la bague d'étanchéité comporte un bord vertical formant 20 un épaulement, la jupe étant collée à 1'épaulement. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par l'application d'un couvercle auxiliaire lié au couvercle et à la partie supérieure de l'élément en forme de boîte pour former un joint supplémentaire . 25 5 - Pile électrique du type bouton comportant une boîte contenant les matières actives pour l'anode et la cathode, caractérisée par un élément en forme de boîte ouverte pour recevoir la matière de la cathode, un couvercle pour recevoir la matière de l'anode, le couvercle comportant une partie en forme de jupe engagée dans l'ouverture de la boîte, une bague d'étanchéité 30 flexible ayant en section transversale, une partie formant un rebord et un épaulement, un adhésif faisant adhérer la partie en forme de jupe à 1'épaulement de la bague d'étanchéité et des dispositifs pour séparer la matière de l'anode de la matière de la cathode, le bord libre de la partie en forme de boîte étant serti,pour comprimer la bague d'étanchéité,entre l'élément 35 en forme de boîte et le couvercle pour fermer la pile de façon étanche. ™ n1^ 6 2122505 72 01623 6 6 - Pile selon la revendication 5, caractérisée par un couvercle auxiliaire ayant une ouverture centrale et un bord s'étendant vers le bas, ce couvercle auxiliaire étant lié au couvercle et à la partie supérieure libre de la partie en forme de boîte pour former un joint supplé- 5 mentaire. 7 - Pile selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'adhésif liant la partie en forme de jupe à 1'épaulement de la bague d'étanchéité est une résine époxyde. \ 8 - Pile selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que 10 le couvercle comporte une partie centrale saillante, une partie intermédiaire formant un épaulement et une partie périphérique formant la jupe, la partie saillante étant formée pour traverser l'ouverture du couvercle auxiliaire pour constituer une borne de contact, et le dispositif séparant la matière de l'anode et la matière de la cathode comprend une première série de plaques 15 de séparation situées dans l'ouverture de la bague d'étanchéité et plusieurs séparateurs positionnés dans la boîte et séparant le côté inférieur de la bague d'étanchéité et la première série de séparateurs de la matière de la cathode. 9 - Pile selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, carac-20 térisée en ce que la matière de l'anode est un amalgame de zinc contenant un électrolyte alcalin et la matière de la cathode est un mélange d'oxyde mer-curique et de graphite.