Brevet FR2110229A1 — publié le 19720602

L'invention concerne une disposition d'électrodes en forme de grille ou de barres dans un accumulateur au plomb. L'un des problèmes qui se posent, avec les accumulateurs au plomb, est de prolonger dans toute la mesure du possible la 5 durée utile des différentes plaques de plomb, sans qu'il en résulte un accroissement excessif du coût à la fabrication de ces plaques de plomb. Comme on le sait, les accumulateurs au plomb connus vieillissent assez rapidement, du fait qu'au bout d'un certain temps la pâte active se détache de la grille de plomb 10 et se rassemble dans l'élement sous forme de dépôt. Ce dépôt donne lieu à un court-circuit des plaques disposées côte à côte dans une batterie et, en même temps, la quantité de pâte qui manque donc sur les plaques, dans une mesure correspondante à ce dépôt, réduit la capacité de l'accumulateur. 15 Avec les plaques tubulaires, dénommées "Tudor", un remède a déjà été apporté à cet inconvénient, par le fait qu'on fait appel à des électrodes tubulaires à la place de plaques de plomb, un certain nombre de ces tubes étant disposés côte à côte et assemblés pour former un ensemble semblable à une plaque. Chacun, de ces petits 20 tubes contient, dans sa partie centrale, un conducteur de plomb en forme de barre, qui est entouré concentriquement par un petit tube de matière synthétique poreuse. L'intervalle entre cette gaine de matière synthétique et le conducteur en forme de barre est empli_ de la pâte active. Dans ces conditions se pose le problème d'emplir 25 de pâte active cette multiplicité de petits tubes à la densité correcte, d'où il résulte que la fabrication de plaques tubulaires connues de ce genre est relativement coûteuse. Certes, en comparaison des accumulateurs à plaques traditionnels, ces plaques tubulaires ont une durée utile multipliée, mais leur prix à la fabrication 30 est lui aussi presque doublé. On a déjà proposé par ailleurs d'utiliser des petits tubes, fabriqués »en une matière à base de fibres de verre et de fils de matière synthétique, ces tubes étant glissés sur les barres de plaques tubulaires. La pâte active est introduite dans l'intervalle 35 annulaire. C'est ici qu'intervient la présente invention qui a pour but de proposer un accumulateur au plomb réunissant les avantages de la fabrication économique par une disposition sous forme de grille ou de barres et de la durée utile prolongée de la disposition tubu-laire. 2 2110229 Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositifcfe conduction est garni d'une gaine poreuse en une matière synthétique résistante à l'oxygène et à l'acide, possédant des caractéristique de conduction ionique. 5 Dans ces conditions, une plaque d'accumulateur fabriquée : selon le mode traditionnel et, par suite, dans des conditions économiques favorables est donc simplement enfermée dans une gaine de ce genre, par exemple un sac qui est généralement exécuté de manière à s'appliquer au contact immédiat de la plaque 10 proprement dite. Cette gaine remplit une double fonction importante : d'une part, elle remplace et rend donc superflus les séparateurs nécessaires dans les accumulateurs traditionnels et, d'autre part, elle retient la pâte active sur la plaque, si bien que celle-ci n'est pas perdue pour la capacité de l'accumulateur 15 La gaine doit être fabriquée en une matière poreuse ou microporeuse afin de permettre sans entrave la migration des ions et de l'acide. Sn outre, elle doit être résistante à l'oxygène et à l'acide, afin de ne pas être attaquée dans le milieu agressif d'un tel accumulateur. 20 Selon le type de dispositif de conduction - en forme de grille ou de barres - on peut aussi utiliser, à la place de sacs, des poches à plaque tubulaire, des petits tubes individuels ou similaires. Selon une caractéristique essentielle de l'objet de l'inven 25 tion, le sac est constitué par une bande de matière synthétique à deux ou à plusieurs couches et il est revêtu, sur sa face interne, d'une substance conductrice des ions, résistante à l'oxygène et à l'acide. A titre d'exemples d'une telle substance conductrice des ions, on mentionnera le sulfonate de lignine ou 30 le graphite colloïdal. La conductivité ionique de la plaque est augmentée par ce revêtement et, en conséquence, la capacité est pratiquement accrue. Etant donné que les plaques positives d'un accumulateur % sont sujettes à une variation de volume lors de la décharge ou 35 de la charge, les plaques positives sont enfermées dans un sac de ce genre. Ce sac est par exemple constitué par une matière synthétique poreuse appropriée ou même par une feuille mince de matière synthétique microporeuse qui est revêtue d'une pâte à conduction 40 ionique, par exemple du sulfonate de lignine ou du graphite 71 35820 2110229 colloïdal, sur la faoe interne de la poche du sac, du sac en feuille mince ou de la poche frittée, de telle sorte que la porosité soit conservée. Pour augmenter la durée utile de la gaine utilisée, ainsi 5 que sa résistance et sa stabilité aux secousses et aux chocs, il est préférable d'utiliser, à titre de gaine, des sacs, des poches à plaque tubulaire, des petits tubes individuels ou similaires en matière synthétique frittée. En conséquence, les gaines sont donc fabriquées en matière synthétique frittée, résistante 10 à l'oxygène et à l'acide. On peut alors procéder de la manière suivante, La matière synthétique en question, sous forme de micrograins, est introduite dans des moules de frittage et est façonnée, par un traitement de chauffage agglomérant ou par un traitement de pressage agglomérant à froid, en une structure à 15 micropores ouverts, sous la forme de petits tubes, de poches à plaque tubulaire ou d'autres gaines. Les parois internes des gaines sont revêtues d'une substance conductrice des ions, résistante à l'oxygène et à l'acide. Par ce revêtement, la conductivité ionique de la gaine et, 20 pratiquement en conséquence, la capacité de l'accumulateur en question sont augmentées. A titre de substance conductrice d'ions de ce genre, on peut par exemple utiliser le sulfonate de lignine ou le graphite colloïdal. 25 Etant donné que les gaines sont fabriquées par un procédé de frittage, il est désormais possible de confectionner les petits tubes ou les poches à plaque tubulaire, dès le frittage, de telle sorte que l'une de leurs extrémités soit fermée. Dans ces conditions, ils ont donc approximativement la forme de dés 30 à coudre avec des parties de paroi prolongées en conséquence. En comparaison du procédé de fabrication de plaques tubulaires à partir de fibres de verre ou de fibres synthétiques, on évite donc une opération par laquelle l'extrémité correspondante peut être fermée^ additionnellement avec une bande séparée de matière 35 synthétique. Les poches peuvent aussi engainer la plaque de sorte que des grilles ou autres systèmes de conduction soient enfermés dans la poche par soudage, si bien qu'on peut se passer du cadre de la grille. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à ^0 l'aide du complément de description qui suit ainsi que des COPY t 71 35820 _ 2110229 dessins ci~annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des modes de réalisation préférés qui sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indicécion. La fig. 1 est une vue de dessus d 'un dispositif de conduction 5 selon l'invention, une partie du sac choisi en tant que gaine ayant ebé supprimée pour plus de clarté. La fig. 2 est une coupe le long de la ligne Iï-II de la fig. 1. La fig. 3 est une représentation semblable à celle de la 10 fig. 2, concernant une forme d'exécution avec une poche à deux couches. La fig. 4 représente une autre forme d'exécution d'un dispo^ sitif de conduction en forme de barres, sous forme de poche à plaque tubulaire avec grille de conduction. 15 La fig. 5 représente en perspective un petit tube indivi duel, fermé d'un côté, de la poche à plaque tubulaire de la fig. 4. La grille de plomb 1 avec son conducteur de connexion 2 est remplie d'une pâte active 3 (fig. 1 à 3). Conformément à 20 l'invention, la plaque est entièrement engainée par un sac 4 en une matière synthétique poreuse, résistante à l'oxygène et à l'acide. Dans ces conditions, ce sac peut être formé de deux bandes de matière synthétique 5> 6 coupées à la dimension convenable, qui sont soudées l'une à l'autre au niveau de leurs 25 bords, le long d'un cordon 7. H est également possible d'utiliser simplement un coupon qui fait le tour de la plaque le long d'un de ses bords, si bien que la plaque n'a plus besoin d'être soudée qu'au niveau de trois bords. Les fig. 1 et 2 représentent une forme d'exécution dans 30 laquelle le sac 4 est fabriqué à partir d'une bande de matière plastique à une seule couche. Dans le cas de la fig. 3, on utilise une bande de matière plastique à deux couches, chaque bande de matière plastique 5» 6 de la fig. 2 étant donc composée de deux bandes partielles 5a, 5b et, respectivement, 6a, 6b. 35 Dans cette forme d'exécution, la bande partielle extérieure 5b, 6b sert donc de séparateur, tandis que la bande partielle intérieure 5a, 6a est munie d'une couche 8 d'une substance conductrice d'ions, également résistante à l'oxygène et à l'acide. Cette couche peut être par exemple composée de sulfonates de 40 lignine, de sorte que le sac de matière synthétique ait des 71 35820 5 2110229 propriétés de conduction ionique sur sa face interne. Ce revêtement peut s'effectuer par enduction à la brosse, par pulvérisation ou par immersion. En fonction des dimensions et de l'épaisseur des plaques d'accumulateur, le sac peut être également 5 fabriqué en un tissu à plusieurs couches. Il est visible qu'avec le système de plaque selon l'invention, on évite en toute sécurité que la pâte active se détache de la plaque sous forme de dépôt et, de la sorte, produise des courts-circuits. Ainsi, d'une part le sac selon l'invention 10 retient la pâte active sous forme de plaque et, d'autre part, il;rend superflus les séparateurs traditionnels. Au cas où la face interne du sac est convenablement revêtue, la conductivité ionique est en outre accrue. Les sacs dégagent le conducteur de connexion 2, si bien 15 qu'il est possible d'adopter des dispositions d'éléments composées de façon traditionnelle. Celte disposition de plaques offre cet avantage particulier que, même en cas de mise en oeuvre prolongée, toute la surface de la pâte conserve sa conduction ionique, si bien que ces plaques 20 ont une durée utile prolongée en comparaison de plaques classiques. En particulier, les plaques positives d'un accumulateur sont engainées par ces sacs. Par rapport aux plaques traditionnelles, ces plaques positives permettent de mieux tirer profit de la pâte; elles sont plus légères, tant en ce qui concerne le 25 poids de la grille utilisée que celui de la pâte active appliquée. En outre, les systèmes de plaques selon l'invention sont particulièrement résistants aux secousses et aux chocs. La poche à plaque tubulaire représentée sur les fig. 4 et 5 va maintenant être décrite de façon plus détaillée. Le petit 30 tube individuel représenté sur la fig. 5 est fermé à son extré-moté inférieure. Il est fabriqué en une matière synthétique résistante à l'oxygène et à l'acide, par exemple en polyéthylène,■ en polyester, en polyisobutylène, en polytétrafluoréthylène, en « polytrifluoréthylène ou en chlorure de polyvinyle. La matière 35 synthétique est agglomérée en une structure à rnicropores ouverts; cela permet une migration sans entrave des ions et de l'acide à travers la gaine. La pâte active est introduite dans les petits tubes individuels 10, ouverts d'un côté, de la fig. 5> ainsi que dans les 40 poches à plaque tubulaire. Les petits tubes individuels sont ' COPY . 71 35820 _ 2110229 ■ réunis en une structure de plaque de plomb (voir fig. 4). Les grilles de plomb qui forment le système de plaques présentent, à leur extrémité supérieure, des élargissements 13 qui ferment de façon étanche les ouvertures 12 des petits tubes. 5 Les élargissements 13 sont réunis entre eux par un conducteur de plomb commun 14 et raccordés à une borne de connexion 15. Au cas où une grille garnie de pâte active est entourée sur ses deux faces par des plaques frittées ou des poches frittées, ces plaques ou poches frittées peuvent en même temps servir de 10 séparateurs. En cas de besoin, les plaques ou poches frittées : peuvent être également garnies d'une substance conductrice des ions. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de 15 ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. COPY 71 35820 ^ 2110229 R E 7 S H D I C A T I 0 II S 1Disposition d'électrodes pour un accumulateur au plomb en"forme de grille ou de barres, caractérisé par le fait que les plaques positives en particulier sont enfermées dans une gaine poreuse 4- en une matière synthétique résistante à l'oxygène 5 et à l'acide, et par le fait que des poches, ies sacs, des plaques, des petits tubes ou des poches à plaque tubulaire sont confectionnés à partir de bandes de matière synthétique à deux ou plusieurs couches en tissu, en feuille mince ou par un procédé de frittage 5, 6, 5a, 5b, 6a, 6b et sont revêtus, sur leur face 10 interne 5a, 6a, d'une substance conductrice 8 résistante à l'oxygène et à l'acide. 2.- Disposition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les parois internes de la gaine sont garnies ou revêtues d'une substance conductrice des ions, résistante à l'oxy- 15 gène et à l'acide, ou d'une substance conductrice électrique. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le sulfonate de lignine ou un graphite colloïdal sont utilisés à titre de substance conductrice des ions ou de substance conductrice électrique. 20 4.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est prévu des gaines 1 sous la forme de poches., de sacs, de poches à plaque tubulaire ou de petits tubes, ouverts d'un côté. 5.- Disposition selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 4, caractérisée par le fait que la grille garnie de pâte active est engainée des deux côtés par des plaques frittées ou des poches frittées. 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