Brevet FR2124486A1 — publié le 19720922

L'invention concerne un élément électrochimique alcalin fermé, notamment un élément servant à engendrer de l'énergie électrique, tel qu'une pile primaire ou une pile secondaire, cette dernière étant appelée parfois accumulateur. L'invention est 5 notamment relative à une pile secondaire comportant des électrodes respectivement à "base d'hydroxyde de cadmium et de nickel, les quantités des masses actives des électrodes étant choisies de telle façon que l'oxygène développé pendant la charge à l'électrode positive rencontre à l'électrode négative continuellement 10 du cadmium, qui s'oxyde. Les accumulateurs alcalins, à "base de nickel-cadmium étan-ches au gaz ont été décrits, entre autres dans le "brevet américain N° 2.636.058 et dans le "brevet néerlandais N° 114.080 . De tels accumulateurs s'obtiennent entre autres en appli-15 quant la masse active dans les pores de feuilles par frittage de poudre de nickel et en enroulant ensuite les électrodes ainsi obtenues en forme de "bande, de polarité différente, avec interposition d'un séparateur approprié, puis en disposant l'enroulement réalisé dans un vase cylindrique (godet) en acier nickelé. 20 L'électrode négative peut alors être connectée à la paroi du godet en acier nickelé et l'électrode positive à une lame en acier nickelé appliquée au centre d'une plaque circulaire en matière synthétique (organe d'obturation), de façon à fermer le godet, après introduction de 1'électrolyte dans la cellule ainsi 25 obtenue. On connaît également des accumulateurs à base de nickel-cadmium comportant des éléments de pile de structure différente. C'est ainsi que ETZ Elektrotechnische Zeitschrift, B, Tome 23, page 894- (1966) décrit un élément du type dit "bouton", élément 30 plat, dont les électrodes sont appliquées sous forme de disques circulaires, l'une desdites électrodes étant connectées à l'enveloppe et l'autre au couvercle métallique de l'élément. Ce couvercle est isolé de l'enveloppe à l'aide d'un anneau d'obturation en matière synthétique. 35 Les accumulateurs alcalins coruris à base de nickel-cadmium étanches au gaz sont à l'usage recouverts de sels. Il en est de même pour les autres éléments électrochimiques alcalins et par exemple les piles alcalines primaires à base de Zn(Hg)-Hg0(C), les condensateurs à électrolyte alcalin. La formation de telles 72 03791 2 2124486 croûtes salines sur la face extérieure desdits éléments est indésirable, car il peut en résulter la corrosion des pièces des -appareils auxquels ces éléments sont appliqués» La Demanderesse a constaté que dans tous les cas la croûte 5 saline se forme à la ponction de la paroi métallique de l'accumulateur relié à l'électrode négative et de l'organe d'obturation en matière synthétique» La formation d'une telle croûte saline ne se produit pas à la fonction de la partie métallique de la paroi de l'élément (généralement une plaque ou un couvercle 10 d'obturation comme mentionné ci-dessus) reliée à l'électrode positive et de l'organe d'obturation en matière synthétique. La Demanderesse suppose que la formation d'une croûte saline est due aux fuites se produisant pendant le transport d1électrolyte le long des pièces attenantes de la paroi métalli-15 que connectée à l'électrode négative et de l'organe d1 obturation en matière synthétique. L'invention vise en premier lieu à fournir un accumulateur alcalin à base de nickel-cadmium, étanche au gaz, dans lequel ne se produit aucune formation de sels sur la face extérieure de 20 1'accumulateur. Un autre but de l'invention consiste à éviter la production de fuites et par conséquent, d'après la supposition de la Demanderesse, un transport d'électrolyte le long des pièces attenantes de la paroi métallique connectée à l'électrode négative 25 et de l'organe d'obturation en matière synthétique. Un but plus large de l'invention consiste à fournir un élément électrochimique alcalin fermé, servant à engendrer de l'énergie électrique et dans lequel il n'y a pas formation d'une croûte saline sur la face extérieure de l'élément. 30 Plus généralement, l'invention consiste à fournir un élé ment électrochimique alcalin fermé dans lequelxe se produit aucune formation de sels sur la face extérieure de l'élément. L'invention peut être appliquée à plusieurs éléments électrochimiques alcalins fermés comportant des organes d'obturation 35 en matière synthétique. Comme exemples de tels éléments, on peut citer, outre les accumulateurs alcalins à base de nickel-cadmium, étanches au gaz, les piles primaires des genres suivants : des piles alcalines à base de Zn-MnOg, des piles alcalines à base de Zn(Hg)-HgO(C); des piles secondaires des genres suivants 72 03791 3 2124486 accumulateurs alcalins à base de Zn-AgO, accumulateurs alcalins à base de Cd-AgO et condensateurs fermés à électrolyte alcalin. La Demanderesse a pu atteindre les buts rappelés par l'utilisation d'organes d'obturation en une matière synthétique dont 5 la surface présente une charge positive, par suite de la présence de groupes positifs occupant une position finale dans la chaîne du polymère, dont est formée la matière synthétique,, L'invention concerne un élément électrochimique alcalin fermé dans lequel l'obturation entre les parties métalliques de la 10 paroi de l'élément est assurée par un organe d'obturation en matière synthétique et est caractérisée en ce que l'organe d'obturation est constitué par un corps en matière synthétique dont la surface présente une charge positive par suite de la présence de groupes positifs occupant une position finale dans la chaîne du 15 polymère, dont est formée la matière synthétique» Par élément électrochimique alcalin fermé, il y a lieu d'entendre, dans la suite du présent mémoire, un élément électrochimique alcalin étanche au gaz, tel qu'un accumulateur alcalin à base de nickel-cadmium étanche au gaz, l'élément étant muni 20 d'une valve par laquelle du gaz peut s'échapper .si une certaine surpression se produit dans l'élément et d'au moins un évent par lequel peut s'échapper le gaz mais non le liquide» L'invention concerne notamment des piles alcalines fersées et, plus particulièrement, les accumulateurs alcalins fermés, 25 surtout ceux à base de nickel-cadmium étanches au gaz. "Une pile alcaline fermée, dont l'obturation est assurée par des corps en matière synthétique séparés ou dont la paroi est constituée par plusieurs parties, alors que le corps en matière synthétique s1 appliquant contre la partie métallique de la paroi de la pile 30 connectée è l'électrode négative est constitué par un corps en matière synthétique dont la surface présente une charge positive par suite de la présence de groiipes positifs occupant une position finale dans la chaîne du polymère formant la matière synthétique, est considéré dans la suite du présent mémoire, comme élément 35 électrochimique alcalin conforme à l'invention. On a constaté que surtout des organes d'obturation en caoutchouc de polyéthylène chlorosulfoné vulcanisé se prêtent aux buts de l'invention» "Un tel caoutchouc est une substance connue en soi, dont les différentes variantes ont été décrites par 72 03791 4 2124486 JoTo Mayward et P.E. Johnson dans un article "Rubber Chemistry and 'fechnology" de octobre-novembre 1963» Les caoutchoucs de polyéthylène chlorosulfoné vulcanisé à l'aide d'oxydes métalliques notamment d'oxyde de magnésium résistent convenablement à la 5 déformation dans le cas de compression par charge. Gela peut s'obtenir, comme le mentionne l'article, en appliquant des liaisons transversales covalentes ("cross-links") dans le polymère, ce qui s'effectue, d'une façon connue en soi, en utilisant poux-la vulcanisation également, par exemple, du dipentaméthylène-10 thiuremtétrasulfure 0 La description ci-après, en se référant au dessin annexé, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure représente en vue éclatée une forme de réalisation du type dit "bouton" « 15 Le couvercle 1 et une douille peu profonde 2 sont les par ties métalliques de l'enveloppe. La douille peu profonde 2 est munie d'un bord 3 dans lequel est appliqué, pendant le montage, l'anneau .d'obturation 4, réalisé en caoutchouc de polyéthylène chloro-sulfoné vulcanisé, après l'application successive des 20 autres pièces, notamment une toile en nickel l'électrode positive 6, un séparateur 7» l'électrode négative 8, un ressort de contact métallique 9 et 11électrolyte (solution aqueuse de potasse) dans la douille 2® L'élément est fermé par pliage du bord 3 de la douille 2» 25 Même après un fonctionnement de longue durée l'élément ainsi réalisé, ne présente aucune croûte saline sur la face extérieure de l'élément, même si celui-ci est exposé longtemps à l'air de degré d'humidité relativement élevé. On a constaté que les éléments électrochimiques alcalins 30 fermés selon l'invention se réalisent d'une façon facilement reproductible, même en grandes séries. Cela s'applique notamment aux accumulateurs à base de nickel-cadmium, étanches au gaz. 72 03791 5 2124486 KETEUDICATIOHS : 1. Elément électrochimique alcalin fermé, dont 1'obturation entre les parties métalliques de la paroi de l'élément est constituée par un organe d'obturation en matière synthétique, carac- 5 térisé en ce que l'organe d'obturation est constitué par un corps en matière synthétique dont la surface présente une charge positive par suite de la. présence de groupes positifs occupant une position finale dans la chaîne du polymère dont est formée la matière synthétique» *10 2. Pile alcaline fermée, dont l'obturation entre la partie de la paroi métallique coruiectée à l'électrode négative et une autre partie de ladite paroi est assurée par un organe d'obturation en matière synthétique, caractérisée en ce que l'organe d'obturation est constitué par un corps en matière synthétique 15 dont la surface présente une charge positive par suite de la présence de groupes positifs occupant une position finale dans la chaîne'du polymère dont est formée la matière synthétique» 3» Elément alcalin fermé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe d'obturation est constitué par 20 un corps en matière synthétique en caoutchouc de polyéthylène chlorosulfoné vulcanisé» 4. Elément alcalin fermé selon la revendication 3, carac térisé en ce que l'organe d'obturation est constitué par un corps en matière syntnétique constitué par du caoutchouc de polyéthy-25 lène chlorosulfoné vulcanisé à l'aide d'oxyde de magnésium. 5» Accumulateur alcalin à base de nickel-cadmium, étanche au gaz selon au moins l'une des revendications 1 à 4,.