Brevet FR2208196A1 — publié le 19740621

La présente invention a pour objet une pile sèche dans laquelle on met en oeuvre un électrolyte gélifié salin. On sait que les piles du type piles sèches sont constituées essentiellement par une armature externe ou godet en zinc jouant le rôle d'électrode négative, et par une électrode positive formée d'une tige de graphite, disposée sensiblement coaxialement par rapport a ladite armature. L'électrode positive est noyée dans un composé dépolarisant, à base de bioxyde de manganèse, tandis que l'espace interne résiduel est rempli d'un électrolyte par exemple du chlorure d'ammonium gélifié au moyen d'amidon ou de toute autre substance appropriée. On sait également que lorsque la pile débite des courants élevés, il se produit une diffusion des ions Zn vers la borne ou électrode centrale, ce qui se traduit par une précipitation de chlorure de zinc diamine à la surface de la masse de composé dépolarisant. Il résulte d'une telle précipitation une augmentation du pH, et une notable diminution de l'efficacité du dépolarisant entrainant à son tour des performances médiocres de la pile dans son ensemble. Pour obvier à de tels inconvénients, la Demanderesse s'est efforcée d'une part part de s'opposer à la migration des ions Zn vers ltelectrode centrale, et d'autre part d'éviter toute augmentation du pH au niveau du dépolarisant afin de conserver à son dernier son efficacité maximale. De tels résultats ont pu être obtenus au moyen d'une membrane s'opposant Zn2+ à la diffusion des ions zn2 , et en remplaçant le chlorure alcalin par un chlorhydrate d'amine présentant des propriétés physicochimiques bien déterminees L'invention a donc pour objet une pile sèche d'une grande durée de vie et pouvant notamment débiter des courants élevés sans présenter le moindre aléa fonctionnel, une telle pile étant par ailleurs d'un coût de réalisation modique. Une pile sèche selon l'invention comporte - une électrode négative constituée d'un godet réalisé en un matériau à base de zinc, - une électrode positive constituée d'une tige disposée sensiblement dans l'axe dudit godet et confectionnée en un matériau à base de graphite, - un composé dépolarisant disposé dans le godet de zinc autour de ladite électrode positive, ledit composé étant à base de bioxyde de manganèse, - un électrolyte gélifié garnissant le volume résiduel du godet, caractérisée par le fait que ladite pile comporte en outre une membrane entourant l'électrode positive apte a s opposer à la migration des ions zinc vers ladite électrode positive au cours du processus de décharge, et par le fait que ledit électrolyte comporte une solution aqueuse concentrée d'au moins un sel d'amine liquide et très soluble dans l'eau, le pK dudit sel d'amine étant au plus val à ?, et de préférence compris entre 3 et 6. On va décrire dans ce qui suit à titre d'exemple de réalisation purement illustratif mais nullement limitatif une pile sèche selon llinvention, exemple donné en référence à l'unique dessin annexé. C'est ainsi que la pile représentée comporte une armature externe ou godet en zinc 1, jouant le rôle d'électrode négative et une tige coaxiale 2 en graphite constituant l'électrode positive du générateur. Une telle tige est noyée dans une masse de dépolarisant 3, à base de bioxyde de manganèse, l'espace résiduel étant garni par l'électrolyte 4 en l'occurrence du chlorhydrate de pyridine gélifié au moyen d'amidon. Par ailleurs, un séparateur 5 spécifique des ions Zn2+ est disposé au sein de l'électrolyte 4, et ce séparateur est constitué par une membrane avantageusement confectionnée en alcool polyvinylique réticulé à 25% environ par un aldéhyde, un acide ou toute fonction organique appropriée. On notera qu'une telle membrane peut être constituée par une membrane échangeuse dations anionique, confectionnée en polystyrène greffé. De plus, il est nécessaire qu'un tel séparateur ou tamis moléculaire présente une résistance électrique peu élevée, ainsi qu'une forte inertie chimique vis-à-vis de 11 électrolyte ou des composés tels que le chlorure de zinc prenant naissance au cours de la décharge. En ce qui concerne le chlorhydrate, d'amine utilisé un tel composé doit présenter des propriétés physicochimiques bien déterminées. En premier lieu, un tel chlorhydrate doit être bien entendu liquide dans les conditions normales, et très soluble dans l'eau, à raison de 3 à 6 moles par litre pour fixer les idées. De plus, son pK devra être au maximum égal à 7, et de préférence compris entre 3 et 6 afin de favoriser au mieux l'action du dépolarisant. De même sa conductivité ionique devra être élevée, au moins égale à c'est-à-dire que le rapport entre son poids moléculaire et sa densité devra présenter une valeur relativement faible, de l'ordre de 80. En conséquence, outre le chlorhydrate de pyridine, la Demanderesse a avantageusement mis en oeuvre dans de telles piles, le chlorhydrate d'ethylènediamine, notamment. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donne qu a titre d'exemple. En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions ou compositions, ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Pile sèche comportant - une électrode négative constituée d'un godet réalisé en un matériau à base de zinc, - une électrode positive constituée d'une tige disposée sensiblement dans l'axe dudit godet et confectionnée en un matériau à base de graphite, - un composé dépolarisant disposé dans le godet de zinc autour de ladite électrode positive ledit composé étant à base de bioxyde de manganèse, - un électrolyte gélifié garnissant le volume résiduel du godet, caractérisé par le fait que ladite pile comporte en outre, une membrane entourant l'électrode positive apte a s'opposer à la migration des ions zinc vers ladite électrode positive au cours du processus de décharge, et par le fait que ledit électrolyte comporte une solution aqueuse concentrée d'au moins un sel d'amine liquide et très soluble dans l'eau, le pK dudit sel d'amine étant au plus égal à 7, et de préférence compris entre 3 et 6. 2/ Pile selon la revendication I, caractérisée par le fait que ladite membrane est confectionnée en au moins un polymère réticulé dans une proportion comprise entre 20 et 502. 3/ Pile selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit polymère est l'alcool polyvinylique. 4/ Pile selon la revendication I, caractérisée par le fait que ladite membrane est une membrane échangeuse d'ions anionique confectionnée de préférence en polystyrène greffé. 5/ Pile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que ledit sel d'amine est le chlorhydrate. 6/ Pile selon l'une des revendications I à 5, caractérisée par le fait que la solubilité dudit sel d'amine est comprise entre -3 et 6 moles par litre. 7/ Pile selon l'une des revendications I à 6, caractérisée par le fait que la 1 -1 conductivité ionique dudit sel d'amine est au moins égale à 0, xcm 8/ Pile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que ladite amine est la pyridine. 9/ Pile selon lune des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que ladite amine est ltéthylènedimmine.