Brevet FR2151029A1 — publié le 19730413

Les piles sèches contcii#riit des électrolytes alcalins et des corps anodiques du type en suspension épaisse posent actuellement des prolo mes particuliers qui doivent être solutionnés pour permettre la production'une pile satisfaisante. De nouvelles mesures doivent être prises pour éviter les consé- quences que peut avoir la tendance de la solution électrolytique alcaline à grimper le long des surfaces du vase métalli quece qui pourrait empêcher de fermer correctement la pile. Il est également très souhaitable de contenir la masse cathodique dans son propre espace à l'intérieur de la pile. Même de petits morceaux de la matière cathodique parvenant dans d'autres parties de la pile peuvent être gênants. Il est également important d'empêcher le passage de toute matière anodique dans la zone de la cathode. Dans la production mécanique moderne des piles sèches, il importe que les diverses parties constituantes de la pile restent à leur emplacement correct lorsque la pile passe d'un poste à l'autre de la machine. Un séparateur habituellement en papier est souvent gênant en ce sens qu'il a tendance changer de forme ou de position lorsqu'il est placé dans la pile.Il est très souhaitable d'assurer le maintien du séparateur dans sa position voulue pendant l'introduction des autres pièces et matières de la pile au cours du processus de fabrication, La présente invention a principalement pour objet un joint secondaire, indépendant du joint de fermeture de la pile qui est destiné à maintenir le séparateur en position sur la cathode, à contenir la matière cathodique à l'endroit correct dans la pile pendant la fabrication de cette dernière et à empêcher la matière anodique d'entrer dans le compartiment cathodique ainsi qutà empêcher le grimpement de 11 électrolyte le long de la face interne du vase vers la région du joint de fermeture de la pile. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe transversale d'un sous-ensemble du vase et de la cathode dans lequel le joint secondaire est en position la figure 2 est une vue latérale avec coupe partielle montrant une pile entièrement assemblée ; et la figure 3 est une coupe transversale de la partie supérieure d'une pile montrant une variante du joint secondaire. A ltexception nouvel ensemble d'étanchéité secondaire, la pile sèche représentée sur le dessin est de construction connue. L'ensemble supérieur d'étanchéité et de ventilation correspond essentiellement à celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 143 441. La pile est fabriquée en produisant tout d'abord le sous-ensemble de la cathode et du vase représenté sur la figure 1. Be corps cathodique annulaire 1 de matière dépolarisante est introduit dans un vase en acier 2 et un séparateur 3 en papier ou autre matière convenable est placé de manière à recouvrir les surfaces internes de la cathode. Le séparateur peut être mis en forme au moment de l'introduction de la feuille #de matière dans la pile ou bien il peut être éventuellement formé préalablement. Dans l'un ou l'autre cas, la partie supérieure 4 du séparateur est rabattue radialement vers l'extérieur pour recouvrir la surface supérieure du corps cathodique 1. De préférence, le séparateur se prolonge jusqu'au vase comme représenté.Une rondelle formant un joint secondaire 5 en matière convenable semi-rigide modérément élastique,telle que le polyéthylène, le néoprène ou le "Nylon", est ajustée étroitement dans le vase sur la partie rabattue 4 du séparateur. Le sousensemble ainsi réalisé se maintient de lui-même grâce au contact de pression élastique entre la rondelle d'étanchéité secondaire et le vase. La partie supérieure du séparateur est maintenue en position sur le sommet du corps cathodique de sorte que le séparateur lui-même reste en place et le sous-ensemble est prêt pour l'introduction des matières actives restantes de la pile, pour la formation des branchements de la borne négative et pour la fermeture hermétique de la pile. Après avoir introduit la quantité correcte d'un élec trolyte alcalin, par eYeinj? e de l'hydroxyde de potassium dissous dans I'enu, et une faible proportion d'oxyde de zinc, la suspension anodique est racée dans la pile Si le vtse n'a pas été serti en 7 apr(?s l'introduction de la rondelle d'étanchéité secondaire 5, il peut litre à ce stade de la fabrication, puis une garniture 8, un collecteur de courant 9 ainsi qu'un diaplagme 10 et un capuchon Il sont mis en position. La pile est ensuite fermée et rendue définitivement étanche en appliquant une pression radiale à la partie supérieure 12 du vase et en sertissant les bords de la garniture et du vase sur la périphérie du capuchon 11. La pile ainsi fermée est prête à être utilisée. En confinant la matière cathodique à son emplacement correct pour qu'elle fasse partie du corps cathodique, la rondelle d'étanchéité secondaire 5 sert également à empêcher que la suspension anodique entre en contact avec la cathode. Une forme différente de joint secondaire 5a est représentée dans la variante de l'invention illustrée sur la figure 3. Une partie tronconique solidaire 13 est dirigée vers le bas à partir de la périphérie interne du corps par ailleurs forme de rondelle du joint secondaire 5a. Cette partie conique qui descend sur la partie supérieure du séparateur offre une protection supplémentaire contre la présence de l'électrolyte sur la surface du vase à l'endroit du joint de fermeture. aet- te présence gênante pourrait parfois résulter de la compression du séparateur mouillé par l'électrolyte à un stade quelconque de la fabrication, par exemple au moment du sertissage du vase en vue de l'introduction de l'ensemble de fermeture. Comme décrit plus haut en se référant à la rondelle d'étanchéité secondaire 5, le sous-ensemble 5a de la figure 3 est introduit dans le vase avec un contact de pression élastique de manière qu'il conserve sa position en retenant et recouvrant la partie supérieure du séparateur. Le grimpement de l'électrolyte A partir de la cathode du séparateur est empeché et il en est de même de l'accès d'une partie quelconque de la matière cathodique ou du passage d'une partie quelconque de la suspension anodique dans le compartiment de la cathode. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la pile sèche décrite sans sortir du cadre de l'invent ion. RENrEtvEDIClLTIO,~tS 1. Pile sèche comportant un vase cylindrique, un corps cathodique amlulaire sur la surface interne du vase et se prolongeant vers le haut à partir du fond de ce dernier jusqu'à un niveau espacé du sommet du vase, et un séparateur recouvrant la surface interne du corps cathodique, pile caractérisée en ce que la partie supérieure du séparateur est orientée radialement vers l'extérieur sur une partie au moins du corps de la cathode et en ce qu'un joint secondaire en matière plastique généralement en forme de rondelle est disposé sur la partie supérieure du séparateur en contact de pression élastique avec le vase de manière à retenir le séparateur en position et à isoler le corps cathodique de l'intérieur de la pile. 2. Pile sèche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie supérieure du séparateur se prolonge sensiblement jusqu'au vase. 3. Pile sèche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le joint secondaire est plat. 4. Pile sèche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le joint secondaire comporte un corps plat et une jupe tronconique orientée vers le bas et vers l'intérieur à partir de sa périphérie interne. 5. Pile sèche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le joint secondaire est en une matière plastique semi-rigide modérément élastique. 6. Sous-ensemble d'une pile sèche, caractérisé en ce qulil comporte un vase cylindrique, un corps cathodique annulaire sur la surface interne du vase et se prolongeant verve haut à partir du fond de ce dernier jusqu'à un niveau distant du sommet du vase, un séparateur recouvrant la surface interne du corps cathodique et se prolongeant sur sa face supérieure, et une rondelle d'étanchéité secondaire placée sur la partie du séparateur qui s'étend sur le sommet du corps cathodique pour retenir le séparateur en position, la rondelle d'étanchéité secondaire étant en contact avec le vase en exerçant une pression élastique. 7. Procédé de fabrication d'une pile sèche cylindrique, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire un corps cathodique annulaire dans un vase cylindrique, le corps se prolongeant du fond du vase jusqu'à un niveau distant du sommet de ce dernier, à introduire un séparateur pour qu'il recouvre la surface interne et le sommet du corps cathodique et à pousser une rondelle d'étanchéité secondaire dans le vase pour qu'elle exerce une pression élastique contre ce dernier et soit en contact avec la partie du séparateur qui recouvre le sommet du corps cathodique afin de retenir le séparateur en position penda~t que la fabrication de la pile est achevée.