Brevet FR2311414A1 — publié le 19761210

La présente invention concerne un nouvel ensemble de composants pour accumulateur au plomb et en particulier tm nouvel ensemble electrodes-senarateur. On sait aue les électrodes classiques pour accumulateurs au plomb sont constituees par une partie ou âme collectrice de plomb disposée au sein d'une matière active formée après la charge, soit de plomb, soit de bioxyde de plomh Pho? selon la polarite. Cette matière active est au moment de la fabrication des électrodes disposee et conprimpe sur la partie collectrice sous forme de pâte formée de l'oxyde PhO, pâte elle-même liée par une solution sulfurique aqueuse. On sait par ailleurs, qu'une telle matière active doit remplir plusieurs fonctions principales. En particulier, elle doit être susceptible au cours de la charge d'emmagasiner une certaine quantité d'électricité, et inversement de la restituer au cours de la décharge et cela selon un rendement aussi élevé que possible. En outre, une telle matière active doit être conductrice du courant dans le but de minimiser les pertes d'anergie internes. Par ailleurs, elle doit présenter une tenue mécanique satisfaisante. Dans les électrodes classiques, on constate cependant les inconvenients majeurs suivants : En premier lieu, ladite matière active n'intervient dans le processus electro- chimique que selon une certaine épaisseur. Ti en résulte que la quantité resi- duelle constitue donc une auantité inerte, diminuant de la sorte la capacité massique et le rendement de la batterie. En deuxieme lieu, on constate qu'une telle matière active prosente une tenue mécanique insuffisante au cours du processus de cvclage, pendant lequel la modification de sa texture se traduit par une chute de cette matière active au fond du bac, d'oi il résulte des court-circuits pouvant detoriorer et même mettre hors d'usage la batterie, ainsi qu'une diminution de la conductibilité de la matière active positive et une perte de capacité. La présente invention permet de remedier aux inconvenients schématises dans ce qui précède, et elle a pour objet un nouvel ensemble electrodes-separateur pour accumulateur au plomb dans lequel la totalité de la matière active participe au processus électrochimique selon un rendement élevé, un tel ensemble presentant notamment une excellente tenue mécanique, un faible poids, et etant par ailleurs susceptible d'être élaboré un échelon industriel selon un prix de revient minimal. L1invention a donc pour but un ensemble de composants pour accumulateur au plomb du tvpe comportant deux électrodes, une électrode positive et une electrode negative séparées l'une de l'autre au moven d'un séparateur confectionne en un matériau poreux électroniquement isolant, chacune de ces electrodes comprenant d'une part une plaque collectrice en plomb de surface sensiblement égale è celle du séparateur et d'autre part une matière électrochimiouement active, base de plomb ou d'un composé de plomb, caractérisé par le fait que ledit séparateur comporte sur ses faces latérales un réseau de nervures délimitant des alvéoles, ladite matière active garnissant ces alvéoles et se trouvant de la sorte au contact desdites plaques collectrices selon la totalité de sa surface. D'autres caracterristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée a titre d'exemples purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexes dans lesquels : Ta figure I représente en vue de face un nouvel ensemble selon l'invention. La figure 2 représente une vue en coune selon l'axe Y-Y de la figure 1. En se référant aux figures annexées, un nouvel ensemble électrodes-sssparateur selon l'invention comporte des plaques collectrices, une placue collectrice positive I et une plaque collectrice négative 2 munies de queues de connexion références 3 et 4 respectivement. Ces plaques collectrices sont séparées l'une de l'autre au moyen d'un separateur 5 confectionné par exemple en un matériau plastique de surface sensiblement identique ; celles desdites plaques. Un tel séparateur comporte sur ses faces latérales en regard des plaques collectrices I et 2 un reseau de nervures horizontales et verticales 6 de limitant de la sorte des alvéoles telles aue 7.Dans ces alvéoles 7 est disposée la matière electrochimiquement active elle-même 8 forme d'une pâte d'oxvde de plomb PbO liée au moven d'une solution aqueuse d'acide sulfurique, ladite pâte pouvant comporter en outre des ingrédients tels autexpandeurs et autres bien connus de lthomme de l'Art.Comme représenté figure 1, la matière active 8 garnit entièrement les alvéoles 7 et se trouve selon la totalité de sa surface en contact avec les plaques collectrices I et 2. L'spais- seur d'une telle matière active est donc sensiblement égale ltépaisseur e des nervures 6, épaisseur prédéterminée en fonction notamment de la capacité nominale de l'accumulateur,et des régimes de décharge. En outre lesdites plaques collectrices I et 2 cont toutes deux perforées de petites ouvertures 9 dans le but de permettre les dégagements gazeux au cours de la recharge notamment. De plus ces ouvertures q permettent d'assurer une notable diminution de poids. Bien entendu un tel ensemble baigne dans la solution électrolytique sulfu riaue renfermée dans le bac de l'accumulateur (non représenté) et, au cours de la charge l'oxyde de plomb PhO se transforme en l'oxyde PhO2 du côté positif et en plomb Pb du côté négatif. On voit donc que dans un tel ensemble, la matière active se trouve parfaitement maintenue mécaniquement dans les alvéoles du séparateur, et ne peut donc tomber dans le fond du bac et occasionner les incidents de fonctionnement précé- donnent mentionnés. De plus ladite matière active participe dans sa totalité au processus électrochimique d'où il résulte une augmentation notable du rendement et de la capacité massicue de la batterie. Par ailleurs, un tel ensemble permet de réaliser un gain de poids notable par rapport aux électrodes conventionnelles. On notera en outre que les composants d'un tel ensemble peuvent être très aisément réalisés à un échelon industriel selon un prix de revient modique. L'invention trouve des applications avantageuses dans les batteries de traction et de démarrage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de rvalisation 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 remplacer certains moyens par des moyens Pquivalents. REVENDICATIONS i i Ensemble de composants pour accumulateur au plomb du tvpe comportant deux électrodes, une électrode positive et une électrode négative sépares l'une de l'autre au moven d'un séparateur confectionne en un matériau poreux electroniquement isolant, chacune de ces #lectrodes comprenant d'une part une plaque collectrice en plomb de surface sensiblement égale à celle du séparateur et d'autre part une matière electrochimiquement active, d hase de plomb ou d'un compose de plomb, caractéris par le fait que ledit séparateur (5) comporte sur ses faces latérales un réseau de nervures (6) délimitant des alvéoles (7), ladite matière active (8) garnissant ces alvéoles (7) et se trouvant de la sorte au contact desdites plaques collectrices (1, 2) selon la totalité de sa surface. 2/ Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait aue l'épaisseur (e) desdites nervures (6) est prédéterminée en fonction notamment de la capacité nominale de l'accumulateur et des régimes de décharge. 3/ Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caracérisé par le fait que lesdites plaques collectrices (1, 2) sont perforées d'une pluralite d'ouvertures (9). 4/ Accumulateur comportant au moins un ensemble de composants selon l'une des revendications précédentes.