Brevet FR2234669A1 — publié le 19750117

l'invention concerne un élément de pile électrique sèche, dans lequel l'effet dépolarisant de l'oxygène n'est pas produit par un composé solide fortement oxydant, tel que le bioxyde de manganèse, mais par l'oxygène de l'air atmosphérique. On dit que ces éléments sont dépolarisés à l'air. Alors que l'électrode négative, en général en Zinc des éléments de ce type ne soulève aucune difficulté particulière de fabrication, le rendement et la vie utile de 11 élément dépendent essentiellement de la structure de l'électrode positive. L'inven- tion se rapporte à ce -wwee d'électrode. L'électrode positive selon l'invention est en plaque du type décrit en principe dans le brevet français N 1 327 691. Ce type d'électrode est également décrit dans l'ouvrage du Demandeur "LuStsauerstoffelelemente" (Eléments de pile à dépolarisation par l'oxygène de l'air) édition VDI, pages 53 et suivantes.Il s'agit donc d'une structure en poche formée d'une combinaison de feuilles et prenant appui intérieurement sur une charpente en grille, ouverte d'un côté pour permettre l'entrée de l'air et sur la surface extérieure de laquelle le dépolarisant èst fixé par compression. les feuilles comportent des trous alignes les uns sur les autres pour permettre à l'oxygène de l'air d'arriver sur le dépolarisant.La feuille située à l'intérieur d#e la poche est en métal et la feuille extérieure, dite conductrice, étroitement solidarisée à la précédente, est en matière plastique, par exemple en polyisobutylène, rendue conductrice par addition de graphite. l'ensemble de l'électrode positive est recouverte d'un revê- tement constitué d'un gel de triacétate de cellulose qui fixe le dépo arisant sur son substrat. l'électrode du brevet précité se fabrique de la manière suivante : la feuille double préparée est repliée autour d'une plaque rigide dont l'épaisseur correspond à la largeur que la cavité doit avoir dans la structure en poche ap#ès fixation du dépolarisant extérieurement par compression, la structure repliée est légèrement écartée pour permettre dren retirer la plaque et de la remplacer par une grille en forme de peigne enduite d'adhésif et dont les dents sont étroitement fixées aux feuille par compression, cette grille formant la charpente de support de la structure. Ce mode de réalisation de l'électrode positive est difficile et ne se prête pas directenent à une fabrication automatisée. Il serait en particulier utile que le substrat en poche 4u dépolarisant puisse être réalisé indépendamment du dépit de ce dernier, ce que la feuille double mentionnée interdit, car l'expérience a montré qu'elle est trop sensible et qu'elle doit de toute manière être mise en oeuvre à des épaisseurs telles qu'elle est surdimensionnee par rapport à ses fonctions électriques. L'électrode positive selon la présente invention donne des résultats notablement meilleurs. Conformément à l'invention, la combinaison de feuilles de la structure en poche se compose d'un substrat en feuille, par exemple en chlorure de polysinyle (PVC) auquel une couche ou feuille de métal est reliée et d'une feuille conductrice appliquée sur cette dernière et pouvant consister de manière connue en polyisobutylène additionné de graphite. Le substrat d'intérieur en feuille est collé sur la charpente d'appui et le dépolarisant est fixe par compression sur la feuille extérieure conductrice à la fin de la fabrication de la structure.La nouvelle combinaison de feuilles#com- porte par ailleurs de manière connue des trous concentriques permettant à l'air d'atteindre le dépolarisant, l'ensemble de l'électrode étant également renforcé mécaniquement par une couche de vernis cons- tituée d'un gel. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessus annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective avec arrachements successifs partiels d'une électrode conforme à l'invention la figure 2 est une coupe transversale de l'électrode de la figure 1 ; et la figure 3 est une vue en perspective partielle d'une variante de réalisation dont la partie supérieure est constituée uniquement d'une feuille de matière plastique repliée en étrier et dont la partie inférieure de la figure représente l'ensemble complet des~ feuilles repliées. La feuille 1 de matière plastique forme le substrat drupe couche ou feuille 2 de métal et d'une feuille conductrice 3 fixée sur cette dernière et compose d'isobutyîène auditionné de graphite. Un dépolarisant 5 est fixé par compression sur cette combinaison qui forme une poche avec une charpente intérieure dtappui 4 en grille ou peigne. les trous 6 percés dans les feuilles permettent à l'oxygène de l'air qui pénètre dans la cavité 7-de parvenir sur le dépolarisant 5. Le pliage des feuilles pour la réalisation de la poche 9 est facilité par ltempreinte d'une gorge 10 (figure 3). Un vernis 8 formé d'un gel de triacétate de cellulose revêt l'ensemble de l'empilement dont il constitue un renfort mécanique. La couche métallique 2 peut être formée d'une feuille ou d'une couche déposée par projection au pistolet sur le substrat 1 formé d'une feuille de matière plastique. La combinaison métal-matière plastique facilite l'estampage de la couche métallique, ce facteur étant important lorsque le métal utilisé est du plomb dont l'estampage est difficile. Alors que, dans ltélectrode du brevet antérieur mentionné, la combinaison feuille métalliquefeuille conductrice assume non seulement la conduction du courant, mais aussi la fonction de substrat des plaques de dépolarisant, la feuille 1 de matière plastique de la combinaison à trois couches de l'invention assume la fonction de substrat pour laquelle ses grandes résistance mécanique et stabilité de forme conviennent beaucoup mieux que la combinaison à deux couches formée d'une feuille de métal et d'une feuille conductrice, notamment lorsque le métal utilisé est le plomb.Il est ainsi possible de réduire l'épaisseur de la feuille métallique et de la feuille conductrice (2, 3) à une cote qui correspond à leur fonction proprement dite donc, la couche ou feuille métallique 2 a une épaisseur qui assure la conductivité nécessaire voulue et la feuille conductrice 3 a une cote lui permettant d'assumer sa fonction de recouvrement de la couche ou feuille métallique 2 ; en d'autres termes, l'épaisseur desdites feuilles ou couches est calculée de manière qu'elles puissent être réalisées sans comporter de pores. Ces facteurs permettent de réduire l'encombre- ment et la consommation de matière. la stabilité de forme du substrat en feuille de matière plastique autorise aussi le repliage de ses bords, et éventuellement le repliage-des bords de l'ensemble de la còmbinaison de feuilles, de manière à permettrt la réalisation d'une enveloppe plate dans laquelle le dépolarisant peut être fixé par compression. Il suffit dans ce cas de conférer à l'empilement de f#euilles repliées un supplément d'épaisseur qui correspond à celle de la charpente en grille. 1lest préférable pour permettre l'automatisation de la fabrication de la structure 1-4 en poche d'éviter la phase préparatoire du repliage des feuilles autour d'une plaque rigide, l'écar- tement du pli et l'échange de la plaque contre la charpente en grille devant etre collée, c'est-à-dire qu'il est préférable de replier directement la combinaison des feuilles sur la grille et de la coller à cette dernière. La combinaison stable à trois feuilles selon l1inven- tion représente un progrès notable dans ce sens. La feuille de matière plastique réunie aux deux autres feuilles peut se coller sur la charpente en peigne ouverte vers le coté ouvert de la poche et il suffit, pour permettre le processus suivant de fixation des plaques de -dépolarisant par compression, d'introduire dans la poche une pièce de forme telle qu'elle remplit les interstices laissés libres par la charpente en peigne et formant avec cette dernière une plaque plus ou moins fermée et capable de supporter l'effort de compression. Cette pièce n'ayant pas à remplir la largeur totale de la cavité -en effet, la feuille solide de matière plastique absorbe dans une certaine mesure l'effort de compression- elle peut être extraite facilement à la fin de la compression.Cette pièce doit simplement avoir au moins la largeur lui permettant de recouvrir les trous d'aération pendant la fixation du dépolarisant par compression. lorsque l'épaisseur de la pièce auxiliaire de forme est inférieure d'un ou de quelques dixièmes de millimètres à celle des dents de la charpente en peigne collée intérieurement, la feuille de matière plastique subit une faible déformation élastique et une faible traction lors de la compression. Donc, lorsque l'effort de compression cesse, la feuille de matière plastique se rétracte légèrement de manière élastique en empêchant l'adhérence de la pièce auxiliaire insérée dans la poche. L'eflèvement de cette pièce n'offre donc aucune difficulté. Il est donc possible à l'usage de réaliser la structure formant à la fois le substrat et le conducteur de courant indépendamment du processus de compression au cours d'une passe de fabrication qui est indépendante et qui peut etre facilement automatisée. La feuille de matière plastique est avantageusement en chlorure de polyvinyle (pic), mais toute feuille de matière plastique ayant une bonne résistance mécanique et une bonne elastîcité est utilisable ; toutefois, il est préférable que cette feuille ne gonfle pas dans l'eau ou dans la solution électrolytique. L'épaisseur adoptée de la feuille est fonction des dimensions de l'élément et comprise entre environ 0,1 et 0,2 mm. Alors que la feuille métallique de l'électrode selon le brevet antérieur mentionné et à couche double doit être revetue d'une couche protectrice vernie du côté tourné à l'opposé de la feuille conductrice, ce revetement peut etre supprimé pour la combinaison à trois feuilles selon l'invention, car la feuille de matière plastique recouvre suffisamment la feuille métallique. Il est toutefois préférable de revêtit par immersion l'ensemble de la combinaison 1-4 d'une couche de triacétate de cellulose, de la même manière que l'électrode mentionnée de l'art antérieur, pour assurer une bonne fixation des plaques de dépolarisant sur leur substrat. Il va de soi que l'électrode décrite et représentée peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENpICATl ONS 1. Electrode positive d'élément de pile à dépolarisation par l'oxygène de l'air et à substrat et conducteur de courant en feuilles repliées sur une charpente constituées des dents d'une grille en forme de peigne, c ractérisée en ce que la combinaison de feuilles se compose d'un substrat formé d'une feuille de matière plastique à laquelle une feuille ou couche métallique est reliée et d'une feuille conductrice appliquée sur cette dernière. 2. Electrode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille de matière plastique est en un matériau qui ne gonfle pas dans l'eau ou dans la solution électrolytique. 3. Electrode selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la feuille de matière plastique ou l'ensemble de la combinaison de feuilles est repliée en enveloppe plate le long des bords extérieurs. 4. Procédé de réalisation d'une électrode selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce qu'une pièce en matériau résistant à la corrosion et ayant une forme telle qu'elle remplit les cavités subsistant entre les dents du peigne est introduite dans ces interstices avant fixation des plaques de dépolarisant par compression, cette pièce recouvrant les trous d'aération pendant la compression et étant extraite à la fin du processus de compression. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite pièce a une épaisseur inférieure à celle des dents du peigne. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le substrat en poche est réalisé préalablement en une phase de fabrication indépendante de la fixation des plaques de dépolarisant par compression.