Brevet FR2195853A1 — publié le 19740308

La présente invention concerne une pile électrochimique industrielle pouvant fonctionner en accumulateur. La pile selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une cellule comportant deux électrodes qui délimitent une chambre fermée sur son bord périphérique par un cadre isolant, contenant un électrolyte et-divisée en deux compartiments par une membrane perméable à cet électrolyte. La pile peut comporter plusieurs cellules en série les unes à la suite des autres, grâce à l'utilisation d'électrodes intermédiaires bipolaires et à un montage'analogue à celui des plateaux d'un filtre-presse, une électrode d'une cellule étant appliquée contre l'électrode de polarité opposée de la cellule adjacente et soudée à celle-ci. Les électrodes peuvent être de forme circulaire et serrées par des tirants, carrée, rectangulaire ou autre. Les électrodes positives peuvent être en carbone par exemple en graphite, en fer, en acier inox#ydable, en nickel, en manganèse ou autres métaux du même genre et Qtre recouvertes d'un dépolarisant à base de bioxyde de manganèse et de carbone ou d'un produit analogue ou mélangé à des poudres métalliques. Les électrodes négatives peuvent être en zinc, en cuivre ou alliage de cuivre, en aluminium, en étain, en cadmium ou autres métaux du même genre et peuvent être recouvertes de métaux analogues en poudre. Ces électrodes peuvent être prolongées sur toute ou partie de la périphérie extérieure de la chambre pour former des ailettes de refroidissement. La face interne de l'électrode d'extrémité ou les deux faces des électrodes intermédiaires peuvent être munies de prolongements dirigés vers la membrane en vue de réduire la rési#tan#ce intérieure de l'élément. Ces prolongements peuvent être constitués par des baguettes, des picots, des ondulations ou des rubans perforés ou dentelés et soudés, ou encore par une toile ou une grille métallique ondulée ou une tôle perforée ondulée ou non et soudée. L'électrode positive peut être en métal fritté poreux et être placée à une faible distance de l'électrode négative ; sa face interne peut comporter des picots soudés, comme dans le cas des électrodes pleines, avec un tube de jonction supérieur permettant d'insuffler dans la chambre de l'air ou de l'oxygène ou d'y introduire de l'eau oxygénée, ces corps permettant la régénération de la pile par réoxydation par exemple des sous-oxydes de manganèse pro- duits par la réaction de l'hydrogène qui se dégage pendant le fonctionnement de la pile. On peut aussi constituer l'électrode positive sous la forme d'une plaque pleine sur laquelle sont soudés de multiples picots creux permettant également le passage de l'air, de l'oxygèue ou de l'eau oxygénée. La membrane peut être en amiante ou en tissus de matière plastique résistant à l'électrolyte et est maintenue# contre la paroi périphérique de la chambre et à l'intérieur de cette dernière en la divisant en deux. L'électrolyte peut être une solution alcaline d'hydroxyde de sodium, de potassium, de lithium ou autre, même à base de sels dissous tels que du chlorure de zinc ou du chlorure d'ammonium. L'espace entre anode et membrane peut être rempli de métal en poudre tel que Zn, Al Cd, Su ou autre et se trouve baigné par l'électrolyte. L'espace entre cathode et membrane peut être rempli de poudre de bioxyde de manganèse et de carbone ou graphite pulvérulent comme dépolarisant ainsi que de poudre pétallique. La régénération peut se faire par recharge électrolytique ou par de l'air comprimé, de l'oxygène, de l'eau oxygénée ou enfin, au cas où l'on désire recharger rapidement la pile si on ne dispose pas de courant, par recharge des compartiments anodiques avec du métal en poudre et de l'hydroxyde métallique. La paroi de la chambre peut être munie de bouchons inférieurs et supérieurs par lesquels on peut vider l'électrolyte ou recharger les compartiments de la pile. On a décrit ci-après, à titre d'exemples non limitatjgs, divers modes de réalisation d'une pile selon l'invention, avec référence au dessin annexé dans leque#l La Figure 1 est une vue en coupe d'une cellule d'une pile La Figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble de cellules connectées en série La Figure 3 est une vue en coupe d'une variante de pile La Figure 4 est une vue semblable à la Figure 1 d'ruz amiante La Figure 5 est une vue en élévation d'une électrode intermédiaire ; La Figure 6 en est une vue en coupe La Figure 7 est une vue en coupe d'une autre électrode intermédiaire ; La Figure 8 en est une vue en élévation ;; Les Figures 9 à 11 sont des vues en coupe d'autres électrodes intermédiaires. Â la Figure 1, on voit une cellule d'une pile selon l'invention, qui comprend une électrode positive 1 et une électrode négative 2. Ces électrodes sont planes, parallèles et situées à une faible distance l'une de l'autre, en délimitant une chambre qui est fermée sur sa périphérie par un cadre isolant 3 et est divisée en deux compartiments par une membrane 4, par exemple en amiante. La chambre contient un électrolyte et chacun des compartiments contient en outre, l'un de la poudre métallique 14 en un métal réagissant avec l'électrolyte dont l'électrode 1 capte le courant électrique, et l'autre une poudre dépolarisante 15, par exemple de bioxyde de manganèse. Le cadre 3 est percé, pour le remplissage et la vidange de l'électrolyte, de trous 5 qui sont normalement obturés par des bouchons non représentés. La Figure 2 montre un ensemble de cellules connectées en série. Chacune des cellules est séparée de la cellule adjacente par une électrode intermédiaire bipolarisée et bimétallique 1 - 2 ; cette électrode peut être obtenue, par exemple, en laminant ensemble une électrode 1 et une électrode 2. Â la Figure 3, chacune des électrodes se prolonge 'a l'extérieur de la cellule en formant ailettes de refroidissement, comme indiqué en la et 2a. Dans le mode de réalisation de la Figure 4, chacune des électrodes 1 et 2 comporte, sur sa face intérieure, des picots respectivement 6 et 7. Les Figures 5 et 6 montrent une électrode intermédiaire 1-2 dont chacune des faces comporte un grillage ou une grille perforée respectivement 8 ou 9, qui a été ondulée ; en variante, ce grillage pourrait outre plan en étant fixé à des bossages en saillie de l'électrode. Les Figures 7 et 8 montrent une électrode intermédiaire 1-2 qui est ici circulaire et dont chacune des faces est munie de picots 6 ou 7. La Figure 9 montre une électrode intermédiaire dont la paroi positive 2 porte des tubes d'arrivée d'oxydant 10, les extrémités 10' de ces tubes étant poreuses, et dont la paroi négative 1 comporte des picots 7. A la Ligure 10, l'électrode intermédiaire comporte une paroi positive 2 en métal poreux et une paroi négative 1 qui est située à une certaine distance de la première en délimitant une chambre 11 reliée à un tube d'arrivée d'oxydant 12. La Pagure 11 montre une variante de l'électrode intermédiaire de la Figure 10 dans laquelle la paroi positive est en métal non poreux et comporte des picots creux 13 communiquant avec la chambre 11. il va de soi que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVEDICATIONS 1.- Pile ou accumulateur électrochimique rechargeable caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une cellule comportant deux électrodes qui délimitent une chambre fermée sur son bord périphérique par un cadre isolant contenant un électrolyte et divisée en deux compartiments par une membrane perméable à cet électrolyte. 2.- Pile ou accumulateur selon la revendication 1 caractérisée en ce que la face interne de l'une des électrodes, ou des deux, comporte des prolongements dirigés vers la membrane et constitués, par exemple, par des picots ou des baguettes, des rubans ou bandes perforées ou dentelées, ou encore par une toile ou une grille. 3.- Pile ou accumulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les électrodes sont planes et parallèles. 4.- Pile ou accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que l'électrode positive porte un ou plusieurs tubes permettant l'amenée dans la chambre d'un fluide oxydant. 5.- Pile ou accumulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'électrode négative est en métal. 6. Pile ou accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'électrode positive est en métal plein ou poreux et est traversée par des picots ou tubes creux reliés à une source de fluide oxydant. 7.- Pile ou accumulateur selon l'une quelconque des revendications précédents, caractérisée en ce que les électrodes se prolongent au delà du cadre isolant, en formant ailettes de refroidissement. 8.- Pile ou accumulateur selon l'une quelconque des revendications précédents caractériséeen ce que l'espace compris entre une électrode et la membrane contient un métal ou un dépolarisant, de préférence pulvérulent. 9.- Pile ou accumulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractériséeen ce qu'elle est formée par un empilage d'une série de cellules telles que définies dans l'une quelconque des revendications 1 à 8, une électrode d'une cellule étant appliquée contre l'électrode de polarité opposée de l'autre cellule. 10.- Pile ou accumulateur selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'une électrode d'une cellule est écartée de l'électrode de sens contraire de la cellule adjacente, en déterminant une chambre reliée à une source de fluide oxydant, l'électrode positive étant en métal poreux ou traversée par des picots ou tubes creux.