Brevet FR2122320A1 — publié le 19720901

u 2122320 71 01732 La présente invention concerne les sources électrochimiques de courant et plus précisément les accumulateurs comportant des électrodes négatives solubles en zinc. On connaît des accumulateurs qui comportent des électrodes négatives non solubles en zinc 5 Les électrodes en zinc de ces accumulateurs sont enveloppées dans plusieurs couches d'une pellicule séparatrice réalisée par exemple en hydrate de cellulose. Les accumulateurs connus présentent le défaut que le matériau séparateur est détruit rapidement, géné-relement après 100 à 200 cycles de charge et de décharge, ce qui 10 provoque l'apparition de dendrites de zinc et la mise hors service de l'accumulateur. Le matériau séparateur augmente la résistance interne de l'accumulateur ce qui fait que la puissance d'une batterie qui com porte de tels accumulateurs diminue lorsqu'elle débite descourants 15 de décharge à intensité élevée. En outre, l'utilisation des séparateurs ne permet pas d'assurer la charge rapide de l'accumulateur par des courants d'intensité élevée car dans ce cas il est détruit rapidement. Les tentatives d'utiliser dans les accumulateurs connus des 20 électrodes solubles en zinc sans séparateurs ont échoué car lors de la charge il se forme sur les électrodes négatives en zinc des dépôts spongfeux de zinc qui entrent en interaction avec l'électrode positive ; il en résulte la mise hors service de l'accumulateur La présente invention a pour but d'éliminer les défauts men 25 tionnës ci-dessus. Elle vise à simplifier l'accumulateur, à améliorer ses caractéristiques électriques et augmenter la durée de vie ainsi qu'à réduire la durée de la charge de l'accumulateur grâce à la vibration des éléments de celui-ci. 30 L'accumulateur suivant l'invention comportant des électro des négatives solubles en zinc, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire vibrer au moins l'un de ses éléments. Il convient de réaliser lesdits moyens de vibration sous la forme d'une plaque dont la vibration est assurée par un dispositif 35 de commande électrique et qui est connectée soit aux électrodes négatives solubles en zinc, soit aux électrodes positives, soit à un paquet d'électrodes. En outre, il convient de transmettre les vibrations de la plaque à l'un des éléments de l'accumulateur par les bornes de ce-40 lui-ci. 71 01782 2. 2122320 Il est avantageux de munir l'accumulateur d'un compensateur élastique d'étanchéité dont une extrémité est fixée à ladite plaque et dont l'autre extrémité est connectée à l'accumulateur, et de munir les bornes de barres flexibles disposées à l'intérieur ou 5 à l'extérieur de l'accumulateur. Des batteries comportant des accumulateurs suivant l'invention permettent de disposer de sources de courant chimiques de construction simple avec ou sans séparateur, d'améliorer les caractéristiques électriques et d'augmenter la durée de vie ainsi que de 20 réduire la durée de la charge de l'accumulateur de 10 à 20 fois. En outre, en absence de séparateur, on peut décharger l'accumulateur par des forts courants d'intensité élevée. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre !5 d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la Fig.l représente le schéma de principe de connexion des accumulateurs en batterie et le branchement des moyens assurant la vibration ; la Fig. 2 représente le schéma de principe de connexion des 20 électrodes négatives en zinc de l'accumulateur à la plaque assurant la vibration de ces électrodes ; la Fig. 3 représente une vue en perspective de l'accumulateur auquel est connecté la plaque assurant la vibration ; la Fig. 4 représente une vue d'ensemble d'une batterie d'ac-25 cumulateurs ; . la Fig. 5 représente la vue d'ensemble latérale de la batterie ; la Fig. 6 représente une vue en plan de la batterie de la Fig. 4 ; 30 la Fig. 7 représente le mode de fixation d'un compensateur. Comme on le voit sur la Fig. 1, une batterie 1 comporte des accumulateurs 2 dont tous les éléments sont connectés à des moyens 3 assurant la vibration. L'accumulateur 2 (Fig. 2) est un bac rempli d'électrolyte à 35 l'intérieur duquel sont disposées des électrodes positives 4 et des électrodes négatives solubles en zinc 5. Un séparateur 6 réalisé par exemple en une pellicule de chlorure de polyvinyle plastifié et perforée peut être disposé entre les électrodes 4 et 5. Les moyens 3 assurant la vibration sont 40 réalisés sous la forme d'une plaque 7 qui vibre sous l'action d'un 71 01782 3. 2122320 moteur électrique 8, cette plaque étant reliée aux électrodes négatives solubles en zinc 5 et assurant leur vibration. La plaque 7 qui assure la vibration peut aussi être reliée aux électrodes positives 4, au séparateur 6, le cas échéant, ou au paquet 9 d'élec 5 trodes 4 et 5 (Fig. 3). Mais, il est préférable de prévoir une connexion des électrodes négatives en zinc 5 avec les moyens 3 réalisée par exemple à l'aide d'un ruban mince de cuivre. L'action positive de la vibration s'explique de façon suivan te. On sait que les dépôts spongieux de dendrites de zinc sont dûs 10 au manque d'ions de zinc dans la couche près de l'électrode, c'est-à-dire à la polarisation de concentration. Par conséquent, le brassage intense de 1'ëlectrolyte qui prévient la polarisation de concentration doit assurer l'obtention de dépôts lisses non spongieux de zinc. L'expérience a prouvé que 15 le brassage le plus intense de 1'électrolyte dans la zone où a lieu la réaction électrochimique peut être assurée par la vibration des électrodes 4 et 5. La vibration des électrodes 4 et 5 peut être assurée par un procédé quelconque, par exemple, en utilisant les ultrasons, des 20 dispositifs électromagnétiques ou un dispositif dé commande mécanique. La construction d'un accumulateur à vibration en particulier du paquet 9 d'électrodes positives et négatives 4 et 5, est représentée sur la Fig. 3 (vue perspective). La vibration du paquet 9 d'électrodes 4 et 5 est assurée à travers les bornes 10 connec-25 tées à la plaque 7 qui assure la vibration. La vibration de la plaque 7 est assurée par une came 11 dont l'axe est connecté à un moteur électrique 8. Les essais ont prouvé que de bons résultats de fonctionnement de l'accumulateur (nombre maximal de cycles décharge - charge) sont obtenus pour une fréquen-30 ce comprise entre 50 et 1000 oscillations par minute et une amplitude comprise entre 0,5 et 20 mm. Les Fig. 4, 5 et 6 montrent.une batterie d'accumulateurs 2 associés en série. L'association en série des accumulateurs 2 est assurée par 35 des barres 12. La vibration des éléments de l'accumulateur 2, (du paquet d'électrodes 9), est assurée par les cames 11 par l'intermédiaire des bornes 10 et de la plaque 7. Lorsque dans les accumulateurs 2, on fait vibrer les électrodes négatives en zinc 5, les barres de connexion flexibles 12 40 (Fig. 4) peuvent être disposées à l'intérieur ou à l'extérieur des 71 01782 4. 2122320 accumulateurs 2. La connexion de la plaque vibrante 7 aux bornes 10 est assurée par des écrous 13. La vibration des électrodes 4 et 5 peut être assurée direc-5 tement à partir des barres de connexion 12 de la batterie sans utilisation des plaques 7. La particularité de la réalisation de la batterie d'accumulateurs 2 de la Fig. 7 réside dans la présence de compensateurs d'étanchéité élastique 14. Une extrémité du compensateur 14 est 10 fixée à la plaque 7 et l'autre à l'accumulateur 2. Le compensateur 14 peut être réalisé en un matériau élastique quelconque, par exemple en caoutchouc, en polyëthylêne etc. Il est évident qu'une batterie d'accumulateurs nickel-zinc, argent-zinc et air-zinc dotés de moyens 3 assurant la vibration de 15 ses élément quelconques peut être de différentes dimensions et comporter un nombre quelconque d'accumulateurs 2. 71 01782 5. 2122320 REVENDICATIONS 1 - Accumulateur comportant des électrodes négatives solubles en zinc et des électrodes positives en oxyde de nickel, argent ou des électrodes à dépolarisation par air, caractérisé en ce 5 que l'accumulateur (2) est doté de moyens (3) pour faire vibrer au moins l'un des éléments de l'accumulateur (2). 2 - Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de vibration (3) sont formés par une plaque (7) dont la vibration est provoquée par un dispositif de commande 10 électrique (8). 3 - Accumulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite plaque (7) est connectée aux électrodes négatives so lubies en zinc (5). 4 - Accumulateur selon la revendication 2, caractérisé en 15 ce que ladite plaque (7) est connectée aux électrodes positives (4) . 5 - Accumulateursselon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite plaque (7) est connectée au paquet d'électrodes (9) de l'accumulateur (2). 20 6 - Accumulateur selon l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la transmission des vibrations à partir de la plaque (7) sur l'un des éléments de l'accumulateur (2) est réalisé par les bornes (10) de celui-ci. 7 - Accumulateur selon l'une quelconque des revendications 25 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un compensateur d'étanchëi té élastique (14) dont une extrémité est fixée à la plaque (7) et l'autre à 1'accumulateur (2). 8 - Accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bornes (10) sont munies de barres 30 flexibles (13) disposées à l'extérieur ou à l'intérieur de l'accumulateur (2) .