Brevet FR2193264A1 — publié le 19740215

La présente invention a pour objet un générateur zinc-aIr. On connait des générateurs électrochimiques et notamment des piles, comportant essentiellement une masse anodique en zinc, et une cathode séparées par un électrolyte gélifié, de la potasse par exemple, un tel ensemble étant dispose dans un boitier auquel se trouvent associées des bornes collectrices de courant appropriées. On sait que dans de telles piles le processus électrochimique générateur courant, conduit à la transformation du zinc en oxyde de zinc, une telle transformation se traduisant par une sensible augmentation de volume de la mari; anodique. Il résulte d'une telle augmentation de volume des contraintes internes donnant naissance à des déformations de la structure de la pile, pouvant se traduire par des perturbations sensibles dans le foncti'#n#inent d'un tel générateur. Par ailleurs, dans les générateurs connus la surface de contact mutuelle entre l'air et les électrodes se révèle parfois nettement insuffisante ce qu conduit à de faibles densités de courant, et, généralement, à des performa7 La présente invention se propose de remédier aux inconvénients maJeurs rappelés dans ce qui précède et elle a pour objet un générateur zinc-air inde=- mable permettant d'obtenir notamment des densités de courant ainsi que des capacités élevées tout en présentant un volume minimal et une structure simpl: associés à une grande simplicité de réalisation et à un coût de fabrication modique. L'invention a donc pour objet un générateur électrochimique comportant - une masse anodique interne en poudre de zinc, - une cathode à air entourant ladite masse anodique et constituée par une gr@@@@ électroniquement conductrice permettant la libre circulation de l'air réagiss@@@ à son contact, - un électrolyte basique du type gélifié dispose entre la masse anodique et X cathode, - une borne de sortie positive connectée à la cathode, - une borne de sortie négative connectée à la masse anodique, - une plaque isolante disposée à la partie supérieure de la masse anodique, - une couronne isolante disposée à la périphérie de ladite borne de sortie négative, - une enveloppe protectrice externe dont l'extrémité supérieure comporte une ouverture traversée par ladite borne de sortie positive, tandis que ltextremite inférieure ouverte est disposée en regard de ladite couronne isolante, caractérisé par le fait que ladite masse anodique comporte une chambre sensible- ment axiale contenant un matériau compressible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence à l'unique dessin annexé représentant un mode de réali####- d'une pile selon l'invention. C'est ainsi qu'un générateur ou pile selon l'invention est constitué essentiellement par une masse anodique interne l en poudre de zinc de forme cylindrique > entourée par une cathode à air 2, constituée d'une grille métallique recouverte de carbone, un électrolyte 3 étant interposé entre les électrode et 2. Avantageusement, un tel électrolyte est du type basique gélifié et est constitué par exemple d'un mélange de potasse et d'amidon. En outre, la masse anodique I comporte un logement ou chambre axiale / garnie d'un matériau 5 très aisément compressible, une mousse de polyuréthane en l'occurrence. Par ailleurs, la cathode 2 est entourée et en contact électrique avec r grille métallique 6 collectrice de courant, dont la partie supérieure 7 est liée par exemple par soudage avec la borne de sortie positive 8 de la pile. On voit également sur la figure annexée une plaque isolante 9 interposée entre la partie supérieure 7 de la grille collectrice 6 et la masse anodique 1. Une telle plaque comporte d'une part un bossage médian 10 reçu dans la partie supérieure du logement 4 et d'autre part un décrochement périphérique 11 venant appui contre l'extrémité supérieure de la cathode 2. D plus, une borne de sortie négative 12 est assujettie contre la partie inférieure de la masse anodique 1 par l'intermédiaire d'un bossage 13 venant s'insérer dans l'extrémité inférieure du logement 4. Une telle borne 12 est sertie dans une couronne isolante 14, qui maintient l'électrolyte gélifié 3 par sa partie inférieure et vient s'appuyer contre la partie latérale inférieure @@ la cathode 2. Las divers organes constituant la pile, et décrits dans ce qui précède disposés à l'intérieur d'une enveloppe protectrice 18 dont l'extrémité supérieure comporte une ouverture 16 traversée par la borne positive 8, tandis que l'ext@@@ inférieure ouvert rient an regard de la périphérie de la couronne isolante @@ définissant ainsi un espace annulaire d'aération 19 permettant la circulation @@ l'air. En outre, des orifices d'admission d'air 17 ont été aménagés à l'extrémité supérieure de ladite enveloppe 18. On voit donc que dans une telle structure de pile, la mise er. oeuvre d'orifIces et d'un espace annulaire d'admission d'air coopérant avec des grilles assure une libre circulation d'un tel fluide, et un contact maximal avec la cathode, ce qui se traduit par des capacités ainsi que des densités de courar-- elevees. Par ailleurs, la mise en oeuvre d'une chambre garnie de matériau compressible permet de compenser l'augmentation de volume de la masse anodique durant la décharge de la pile, augmentation de volume résultant de la transformation du zinc en oxyde de zinc. Une telle caractéristique avantageuse permet donc d'éviter l'apparition de toute contrainte interne pouvant porter préjudice au fonctionnement optimal d'un tel générateur. On notera enfin que les divers éléments constitutifs d'une telle pile peuvent être d'une part aisément confectionnés soit par usinage, soit par moulage, selon leur nature, et que d'autre part leur assemblage mutuel ne présente aucune difficulté notable. Il en résulte que la fabrication de telles piles peut être aisément effectuée en grande serie. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions, ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Générateur électrochimique comportant - une masse anodique interne en poudre de zinc, - une cathode à air entourant ladite masse anodique et constituée par une grille électroniquement conductrice permettant la libre circulation de l'air réagissant à son contact, - un électrolyte basique du type gélifié disposé entre la masse anodique et ladite cathode, - une borne de sortie positive connectée à la cathode, - une borne de sortie négative connectée à la masse anodique, - une plaque isolante disposée à la partie supérieure de la masse anodique, - une couronne isolante disposée à la périphérie de ladite borne de sortie négative, - une enveloppe protectrice externe dont l'extrémité supérieure comporte une ouverture traversée par ladite borne de sortie positive, tandis que l'extrémité inférieure ouverte est disposée en regard de ladite couronne isolante, caractérisé par le fait que ladite masse anodique comporte une chambre sensiblement axiale contenant un matériau compressible. 2/ Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit matériau compressible est constitué par une mousse à base de polyuréthane. 3/ Générateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite enveloppe protectrice externe comporte à son extrémité supérieure au moins un orifice d'admission d'air. 4/ Générateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un espace annulaire d'aération délimité par l'extrémité inférieure de ladite enveloppe protectrice externe d'une part et la périphérie de ladite couronne isolante d'autre part. 5/ Générateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte une grille métallique collectrice de courant disposée au contact de la surface externe de ladite cathode et liée à ladite borne de sortie positive. 6/ Générateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite plaque isolante ainsi que ladite borne de sortie négative sont munies chacune d'un bossage reçu dans la chambre de la masse anodique.