Brevet FR2162260A1 — publié le 19730720

L'invention concerne les batteries de piles électriques à dépolarisation par l'air, et plus particulièrement les batteries constituées par une pluralité de piles connectées en série. Les avantages des piles à dépolarisation par l'air sont nombreux et bien connus, c'est pourquoi de nombreuses réalisations ont déjà été proposées. Mais elles concernent généralement des piles de type cylindrique. Il est également connu, et notamment par le brevet français Na 1.071.018, demandé le 23 Mars 1951 et ayant pour titre BATTERIES DE PILES ELECTRIQUES A ELEMENTS PLATS, AMORCABLES OU SECHES, A DEPOLARISATION PAR L'OXYGENE DE L'AIR", de juxtaposer parallèlement plusieurs piles de forme plate ; l'alimentation en air se fait alors par un espace ménagé sur un ou plusieurs côtés des piles, cet espace servant aussi pour l'expansion. Une telle disposition, si elle est très intéressante quant à l'utilisation du volume disponible, présente néanmoins l'inconvénient de ne pas assurer une bonne alimentation en air des électrodes positives car cette aération ne se fait que par les bords des plaques positives. Le but de la présente invention est de réaliser une batterie de piles, notamment de forme plate, bénéficiant à la fois de l'utilisation optimale du volume disponible en connectant en série ou en parallèle plusieurs piles, et d'une bonne alimentation en air des électrodes positives afin que le fonctionnement soit satisfaisant. La présente invention a pour objet une batterie de piles à dépolarisation par l'air constituée par plusieurs piles placées dans un même bottier, chaque pile comportant une électrode positive, un électrolyte de préférence gélifié et une électrode négative, disposés selon trois couches sensiblement parallèles, un volume d'expansion étant ménagé dans chaque pile et lesdites piles étant superposées dans ledit boitier parallèlement auxdites couches, caractérisée par le fait que des espaces sont ménagés entre l'électrode positive de chaque pile et la face en regard de la pile voisine ou du boitier, ces espaces communiquant avec l'extérieur du boîtier par des moyens d'alimentation en air. Conformément à un mode de réalisation, les constituants de chaque pile sont logés dans une enceinte laissant à découvert la face extérieure de l'électrode positive et ménageant ledit volume d'expansion sur la face extérieure de l'électrode négative, des moyens constituant la borne négative de la pile étant reliés électriquement à l'électrode négative. Selon un mode particulier de réalisation, chacune desdites enceintes comporte des reliefs assurant l'espacement nécessaire entre les piles. Une autre caractéristique particulière de réalisation consiste en ce que lesdits moyens d'alimentation en air sont des ouvertures pratiquées dans ledit boi- tier, de préférence sensiblement en regard desdits espaces. Dans une variante de réalisation, lesdites enceintes sont en outre pourvues d'autres reliefs qui les maintiennent espacées des faces latérales dudit boîtier de façon à réaliser une circulation d'air entre lesdits espaces, la face supérieure dudit boîtier étant pourvue d'une ouverture pour le passage de l'air ;une autre ouverture étant avantageusement prévue dans la face inférieure. Il est connu que ces ouvertures doivent avantageusement être obturées avant l'utilisation de la pile, tous moyens pourront être utilisés à cet effet. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce qu'une lame élastique est placée entre la borne positive et lesdits moyens constituant la borne négative de deux piles adjacentes, de manière à assurer une connexion série entre lesdites piles. 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 1 est une vue en élévation d'une batterie de trois piles, de forme plate, le boîtier et une partie d'une pile étant coupés suivant le plan médian, chaque demi-vue donnant un mode de réalisation de la batterie. - la figure 2 est une coupe transversale suivant le plan I-I défini à la figure 1, - la figure 3 est une coupe longitudinale d'une seule pile de la batterie représentée à la figure 1. La batterie de piles représentée aux figures 1 et 2 est du type dit "pile plate" dont la forme et les dimensions extérieures répondent aux normes habituellement appliquées. Elle comporte trois piles 1, 2, 3, superposées dans un boîtier 4. Deux modes différents de réalisation du boîtier sont représentés, chacun sur une demi-vue des figures 1 et 2. Le boîtier 4 est fermé par un couvercle 5. La figure 3 représente en coupe une seule pile 1, 2 ou 3. Une enceinte 10. fermée sur une de ses faces par une électrode positive 6, contient un électrolyte gélifié 7 et une électrode négative 8 en matière active, formant, avec l'électrode positive 6. trois couches superposées. Une couche de matériau compressible tel que de la mousse de polyuréthanne 9 permet l'expansion de la matière active 8 pendant le fonctionnement de la pile. De plus. un collecteur négatif 11 dans la masse active négative 6 est relié à la borne négative 12 par un conducteur 25, et un collecteur positif formé par une grille métallique 13 appliquée contre l'électrode positive, constitue la borne positive. Ladite enceinte 10-comporte extérieurement des reliefs sur sa face supérieure, c'est-à-dire celle du côté de laquelle se trouve l'électrode positive, et éventuellement sur ses faces latérales. Les parties 14 des reliefs se trouvant sur la face supérieure maintiennent un espace 16 entre ladite face supérieure de chaque pile et la face inférieure de la pile placée au-dessus ou le couvercle 5. Dans la ver sien représentée dans la partie gauche des figures 1, 2 et 3, les parties 15 des reliefs se trouvant sur les faces latérales assurent un espace 17 entre ces faces et le contour latéral du boîtier 4. Cet espace 17 met en communication les espaces 16 entre eux et avec l'extérieur, grace à une ouverture 16 pratiquée dans le couvercle 5.Dans la version représentée dans la partie droite des figures 1, 2 et 3, l'espace 17 n'existe plus et plusieurs ouvertures 19 sont pratiquées dans la paroi latérale du boîtier 4 au niveau des espaces 16. Avantageusement, lesdites ouvertures sont obturées, jusqu'au moment de la mise en service de la batterie de piles, par une paroi frangible 20 ou une bande adhésive 21 ou analogue. Une ouverture dans le fond du boîtier peut avantageusement être associée à l'ouverture 18 du couvercle 5, améliorant la circulation d'air dans lesdits espaces. La connexion électrique entre la borne négative 12 d'une pile et la borne positive constituée par la grille 13 de la pile suivante, est assurée par une lame métallique élastique 22 qui est partiellement écrasée lors du montage pour parfaireles contacts. La borne positive 23 de la batterie de piles est en contact, et éventuellement soudée, avec une lame 22', analogue à celles placées entre deux piles, elle-même en contact avec la grille 13 de la pile supérieure 1. La borne négative 24 de la batterie de piles est connectée par une lame ou un fil 26 à la borne négative 12 de la pile inférieure 3. Le principal avantage d'une telle batterie de piles est d'obtenir une capacité très nettement supérieure à celle des piles ou batteries de piles actuellement utilisées. A titre d'exemple, les piles couramment utilisées et de type dit PL 20, ont une capacité de 2 à 3 ampères-heures ; par contre une batterie selon l'invention, de mêmes dimensions, permet de disposer d'une capacité d'environ 10 ampèresheures. On remarquera avantageusement en outre que leur prix de revient ne serait pas supérieur, voire inférieur, à celui des piles couramment utilisées. La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation donné ci-dessus à titre d'exemple. On peut sans sortir du cadre de cette invention remplacer des moyens par des moyens équivalents ou changer certaines dispositions. REVENDICATIONS 1/ Batterie de piles à dépolarisation par l'air constituée de plusieurs piles placées dans un même boîtier, chaque pile comportant une électrode positive, un électrolyte de préférence gélifié et une électrode négative, disposés en trois couches sensiblement parallèles, un volume d'expansion étant ménagé dans chaque pile et lesdites piles étant empilées dans ledit boîtier parallèlement auxdites couches, caractérisé par le fait que des espaces sont ménagés entre l'électrode positive de chaque pile et la face en regard de la pile voisine ou du boitier, ces espaces communiquant avec l'extérieur du boîtier par des moyens d'alimentation en air. 2/ Batterie de piles selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque ensemble formé par l'électrode positive, l'électrolyte, l'électrode négative et le volume d'expansion d'une pile est logé dans une enceinte laissant à découvert une face de l'électrode positive, ledit volume d'expansion se situant entre une face de l'électrode négative et une paroi de ladite enceinte. 3/ Batterie de piles selon la revendication 2, caractérisée par le fait que chacune desdites enceintes comporte, en des parties de ladite face laissant à découvert l'électrode positive, des reliefs assurant l'espacement nécessaire. 4/ Batterie de piles selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que lesdits moyens d'alimentation en air sont des ouvertures pratiquées dans ledit boîtier. 5/ Batterie de piles selon la revendication 4, caractérisée par le fait que lesdites ouvertures se trouvent sensiblement en regard desdits espaces. 6/ Batterie de piles selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisée par le fait que lesdites enceintes sont en outre pourvues d'autres reliefs qui les maintiennent espacées des faces latérales dudit boîtier, la face supérieure dudit boîtier étant pourvue d'une ouverture pour le passage de l'air. 7/ Batterie de piles selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'une autre ouverture est pratiquée dans la face inférieure du boîtier. 8/ Batterie de piles selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait que lesdites ouvertures sont obturées avant utilisation, les moyens d'obturation étant aisément retirables. 9/ Batterie de piles selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'une lame élastique est placée entre l'électrode positive et des moyens constituant la borne négative électriquement reliés à l'électrode négative, de deux piles adjacentes, de manière à assurer une connexion série desdites piles.