Brevet FR2165726A1 — publié le 19730810

La présente invention concerne les piles électriques à dépolarisation par l'air, et plus particulièrement les piles à électrolyte alcalin gélifié dont ltélectrode négative est sous une forme divisée et augmente de volume au cours de la décharge. Dans ces piles l'augmentation de volume de l'électrode négative tend, en chassant l'électrolyte,3 diminuer la distance entre celle-ci et l'électrode positive, et crge un risque de court-circuit par contact entre les électrodes. Pour assurer un fonctionnement sûr, il est nécessaire de prévenir ce risque. Il est nécessaire également d'éviter toute fuite d'électrolyte à l'extérieur des piles et de maintenir un bon contact entre les particules de l'électrode négative etentre#es électrodes et l'électrolyte. Le but de la présente invention est de fournir une pile répondant à ces exigences. La présente invention a pour objet une pile à dépolarisation par l'air comprenant une électrode positive, un électrolyte gélifié et une électrode négative, caractérisée par le fait que l'électrode positive fait partie d'un équipage mobile séparant, à l'intérieur de la pile, deux compartiments dont le 'premier contient l'électrolyte et l'électrode négative. La mobilité de l'électrode positive permet l'augmentation de volume de l'électrode négative sans diminution de la distance entre les électrodes. Selon un mode de réalisation préféré, l'électrolyte et l'électrode négative occupent tout le volume dudit premier compartiment. L'alimentation en air de l'électrode positive est assurée par un espace libre prévu sur la face de cette électrode tournée vers le second compartiment, lequel communique avec l'extérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, des moyens sont mis en oeuvre pour maintenir un état de compression dans le premier compartiment. Ces moyens ont pour but de réaliser un contact permanent entre les constituants électrochimiques de la pile. Ils peuvent etre constitués par un bloc poreux compressible, par exemple en une matière synthétique, placé dans le second compartiment, ou par un ressort placé également dans le second compartiment, ou par un organe appartenant à l'équipage mobile et coulissant avec frottement contre la paroi de la pile, ou par plusieurs de ces moyens en combinaison. L'invention prévoit également des moyens pour mettre le second compartiment en relation avec l'extérieur. Ces moyens peuvent etre constitués par un ou plusieurs trous traversant la paroi de la pile et sont avantageusement obturés avant sa mise en service par tout dispositif approprié, tel qu'une paroi frangible ou un film adhésif imperméable à l'air. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le second compartiment de la pile contient des moyens pour retenir les petites quantités d'électrolyte qui pourraient éventuellement s'échapper du premier compartiment. Ces moyens peuvent avoir seulement une action physique et retarder le cheminement de l'électrolyte entre le premier compartiment et les moyens de mise en communication avec l'extérieur. Ils peuvent aussi avoir une action chimique et fixer l'élec- trolyte. Ils peuvent être par exemple constitués par un bloc poreux ou par une garniture de fibres, auxquels cas l'action chimique peut etre due au fait que le bloc ou la garniture est en un matériau attaquable par l'électrolyte ou imprégné d'un matériau attaquable par l'électrolyte.Un même bloc poreux compressible peut constituer à la fois les moyens de compression du premier compartiment et les moyens de rétention de l'électrolyte. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront à l'étude de l'exemple de réalisation donné ci-après à titre illustratif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé dans lequel la figure unique représente, en coupe, une pile à dépolarisation par l'air conforme à l'invention. chaque demi-vue donnant un mode différent de réalisation. La pile représentée comporte un godet 1 obturé de façon étanche d'une part par une coupelle 2 qui constitue la borne négative de la pile, et d'autre part par un couvercle 9 pourvu d'un capot métallique 10 qui constitue la borne positive de la pile. Le godet 1 contient la matière active constituant l'électrode négative 3 et l'électrolyte 4 placé au-dessus sous forme gélifiée. L'électrode positive 5 qui s'applique par l'une de ses faces contre l'électrolyte, est supportée par un cadre rigide 6. lui-même solidaire d'une rondelle 7. Une grille métallique 8 placée sur la surface supérieure de l'électrode positive 5 sert de collecteur de courant. L'ensemble formé par l'électrode positive 5, le cadre 6, la rondelle 7 et la grille 8, constitue un équipage mobile qui peut coulisser axialement à l'intérieur du godet 1. Un ressort 11 placé entre le capot 10 et la grille 8, exerce une certaine pression sur ledit équipage mobile; il assure également le passage du courant entre l'électrode et la borne positives. Dans la partie droite de la figure, le compartiment se trouvant au-dessus de l'équipage mobile contient une matière compressible 12 telle que par exemple de la mousse de polyuréthane. Cette matière coopère avec le ressort Il pour repousser l'équipage mobile contre l'électrolyte. De plus, elle permet de retenir toute fuite éventuelle d'électrolyte entre la rondelle 7 et le godet 1, notamment par réaction chimique entre 'électrolyte alcalin et le polyuréthane. L'alimentation en air se fait par des trous 13 représentés obturés par une paroi arrachable. Dans la variante de la partie droite, une nervure 14 permet d'éviter que la matière compressible 12 vienne boucher les trous 13, assurant ainsi une bonne communication entre les trous 13 et la pertie centrale 16 du compartiment supérieur de la pile. Toutefois, cette communication peut également se faire à travers la matière compressible si celle-ci est à pores ouverts, la nervure 14 n'existe alors plus ou bien peut être de hauteur plus réduite. On peut sans sortir du cadre de cette invention, apporter des modifications de détail, ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. Par exemple, le frottement de la rondelle 7 contre le godet 1 et/ou la compression de la matière 12, peut suffire pour assurer le maintien de l'électrode positive contre l'électrolyte ; le ressort 11 peut alors être supprimé et remplacé par une connexion électrique telle qu'un fil soudé au capot 10 et à la grille 6. L'invention décrite ci-dessus peut être mise en oeuvre pour toute pile à dépolarisation par l'air où l'électrode négative augmente de volume au cours de la décharge, quelle que soit en particulier la nature de l'électrolyte et des électrodes. REVENDICATIONS 1/ Pile a dépolarisation par l'air comprenant une électrode positive, un électrolyte gélifié et une électrode négative, caractérisée par le fait que l'électrode positive fait partie d'un équipage mobile séparant, à l'intérieur de la pile, deux compartiments dont le premier contient l'électrolyte et l'électrode négative. 2-/ Pile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le premier compartiment est entièrement rempli par l'électrolyte et l'électrode négative. 3/ Pile selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'un espace est laissé libre sur la face de l'électrode positive tournée vers le second compartiment. 4/ Pile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens pour maintenir un état de compression dans le premier compartiment. 5/ Pile selon la revendication 4, caractérisée par le fait que lesdits moyens comportent un bloc poreux compressible placé dans le second compartiment. 6/ Pile selon la revendication 5, caractérisée par le fait que ledit bloc est en une matière synthétique. 7/ Pile selon l'une des revendications 4 à 6. caractérisée par le fait que lesdits moyens comportent un ressort placé dans le second compartiment. 8/ Pile selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait que lesdits moyens comportent un organe appartenant à l'équipage mobile et coulissant avec frottement contre la paroi latérale de la pile. 9/ Pile selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens pour mettre le second compartiment en communication avec l'extérieur. 10/ Pile selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le second compartiment contient des moyens de rétention pour empêcher ou retarder le cheminement de l'électrolyte entre le premier compartiment et lesdits moyens de mise en communication.