Brevet FR2314586A1 — publié le 19770107

La présente inventinn concerne les accumulateurs plombacide. L'invention a pour objet un procédé de fabrication de plaques d'accumulateurs pour accumulateurs plomb-acide, caractérise en ce qu'il comprend les phases suivantes a) a partir de grilles de plaques d'accumulateur portant l'empatage plomb-acide nécessaire pour produire les plaques d'accumulateur après la conversion de la pâte en la matière active des plaques b) on effectue, avec les grilles immergées dans une so- lution aqueuse d'acide sulfurique, une première opération de formation sur les grilles en faisant passer un courant électrique entre les grilles de telle sorte que la température de la solution s'élève à une valeur comprise entre environ 430c et 830C, l'opération de formation convertissant la pâte placée sur les grilles en la matière active des plaques, c) on fait cesser le passage du courant électrique lorsqu'une quantité suffisante de pâte a été cnnvertie pour donner aux plaques une charge d'au moins 50% de la valeur finale requise, d) on laisse les plaques partiellement formées reposer dans la solution pendant au moins 30 minutes, puis e) on effectue une seconde opération de formation de façon à donner aux plaques une charge ayant la valeur finale requise. De préférence, la temperature de la solution s'élève à une valeur comprise entre 66 et 830C au cours de la phase b). Avantageusement, la solution aqueuse d'acide sulfurique a une densité comprise entre 1,05 et 1,20. La densité de cette solution aqueuse est de préférence comprise entre 1,10 et 1,18. Il est, en outre, plus particulièrement préférable que la solution aqueuse d'acide sulfurique ait une densité comprise entre 1,14 et 1,16. De préférence, le passage du courant électrique est interrompu lorsque les plaques portent une charge d'au moins 60% de la valeur finale requise. De préférence, également, la phase d) a une durée comprise entre 45 minutes et 3 heures. De préférence, avant la phase b), le procédé comprend les phases supplémentaires suivantes : f) on assemble les grilles en paquets avec des séparateurs interposés entre les grilles, les grilles adjacentes de chaque paire de grilles portant respectivement la pâte nécessaire pour produire une plaque d'accumulateur négative et une plaque d'accumulateur positive, g) on place les paquets de plaques dans des compartiments formés à l'intérieur d'un bac d'accumulateur, h) on établit les connexions nécessaires entre les éléments ainsi formés, et i) on remplit les compartiments des éléments avec la solution aqueuse d'acide sulfurique. De préférence, les connexions entre les éléments sont effectuées à travers des cloisons de séparation divisant le bac de la batterie en compartiments pour les éléments. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés qui illustrent un procédé, selon-un exemple de l'invention, de fabrication de plaques d'accumulateur au plomb et sur lesquels la Fig. 1 est une vue en perspective d'un bac de batterie d'accumulateur au cours de l'assemblage de paquets de grilles de plaques d'accumulateur et de séparateurs dans le bac la Fig. 2 est une vue en coupe partielle d'un bac de batterie d'accumulateur illustrant la réalisation des connexions entre les éléments. Comme représenté aux dessins , les plaques d'accumulateur sont fabriquées à partir de grilles 11 en alliage de plomb, chaque grille portant la pâte de plomb-acide nécessaire pour produire une plaque d'accumulateur positive ou négative après la conversion de l'empâtage en matière active pour la plaque. La composition de la pâte est entièrement classique et ne sera donc pas décrite ici en détail. Les grilles 11 sont tout d'abord assemblées en paquets 12, des séparateurs isolants 13 étant interposés entre les grilles 11 et les grilles de chaque paire de grilles adjacentes portant respectivement l'empâtage nécessaire pour produire une plaque d'accumulateur positive et une plaque d'accumulateur négative. Les paquets 12 sont alors disposés dans un bac 14 qui est moulé en polypropylène ou autre matière thermoplastique appro priée et est divisé en six compartiments d'éléments 15 par des cloisons espacées parallèles 16. Chaque compartiment 15 reçoit un paquet 12 respectif et, dans chacun des quatre paquets logés dans les compartiments au centre du bac 14, chaque grille qui est destinée à former une plaque positive est connectée à une patte conductrice 17 et chaque grille qui est destinée à former une plaque négative est connectée à une patte conductrice 18. Chacune des pattes 17, 18 comporte un prolongement venu de matière qui, en service, s'étend à peu près parallèlement aux cloisons 16, et chacune des pattes 17 est en outre munie d'un ergot 17a en saillie venu de matière avec son prolongement respectif.Chaque paquet 12 qui est logé dans un compartiment d'extrémité du bac 14 comporte une série de grilles connectées à une patte 17 ou 18 et son autre série de grilles connectées à une borne 19. Comme représenté sur la Fig. 2, des trous 16a sont percés dans les cloisons 16 et sont situés de telle sorte que, lorsque les paquets 12 sont assemblés dans le bac 14, chaque ergot 17a s'étend à travers un trou 16a pour venir en contact avec le prolongement d'une patte 18 située dans un compartiment adjacent. Naturellement, on comprend que les cloisons 16 doivent être courbées pour permettre la mise en place des paquets 12 dans le bac 14. Lorsque tous les paquets 12 sont en place, les connexions nécessaires entre les éléments sont réalisées en utilisant l'outil 21 de soudage par résistance représenté sur la Fig. 2. L'outil 21 comporte deux électrodes 22, 23 qui sont appliquées successivement en contact avec les prolongements respectifs de chaque paire de pattes 17, 18 pour souder les pattes entre elles par résistance. Au cours de l'opération de soudage par résistance, les électrodes 22, 23 pressent simultanément les prolongements des pattes 17,18 contre la cloison 16 respectivement font passer simultanément un courant entre les prolongements par l'intermédiaire de l'ergot 17a de sorte que l'ergot fond et remplit le trou 16a de la cloison. Une basque annulaire est prévue sur chacun des prolongements des pattes 17, 18 de façon à améliorer l'étanchéité des trous formés dans les cloisons. On comprend, naturellement, que des dispositions autres que celle décrite ci-dessus pourraient être utilisées pour réaliser les connexions entre les éléments à travers les cloisons. Lorsque les connexions entre les éléments ont été réalisées, chaque compartiment d'élément 15 est rempli d'une solution aqueuse d'acide sulfurique ayant une densité comprise entre 1,05 et 1,20 ou, plus avantageusement, entre 1,10 et 1,18. De préférence, la densité de l'acide sulfurique est comprise entre 1,14 et 1,16. Les bornes 19 sont alors connectées à une source de courant continu et une première opération de formation est effectuée sur les grilles 11 en faisant passer un courant entre les bornes de façon à convertir la pâte des grilles en matière active de plaque. Etant donné que la pâte appliquée aux grilles est entièrement classique, le passage du courant convertit l'empâtage des grilles qui doivent former les plaques négatives en plomb métallique et convertit l'empâtage des grilles qui doivent former les plaques positives en bioxyde de plomb.Au cours de l'opération de formation, la température de l'acide sulfurique contenu dans les compartiments 15 s'élève et la grandeur du courant qui circule entre les bornes 19 est fixée de façon que la température de l'acide augmente jusqu'à une valeur comprise entre 43 et 830C et, de préférence, entre 660C et 830C. Au fur et à mesure que l'opération progresse, la charge des plaques partiellement formées s 'accroît et, lorsque la charge atteint une valeur supérieure à 50% et, de préférence, à au moins 60% de la charge finale requise des plaques, le passage du courant électrique entre les bornes 19 est interrompu. Lorsque la première opération de formation a été achevée, on laisse reposer les plaques d'accumulateur partiellement formées dans la solution chaude d'acide sulfurique pendant une période d'au moins trente minutes. Normalement, la période de repos est comprise entre quarante cinq minutes et trois heures, la durée dépendant de la température de la solution acide à la fin de la première opération de formation. Après cette période de repos, une seconde opération de formation est effectuée en faisant passer entre les bornes 19 un courant électrique, de préférence de la même grandeur que celui utilisé précédemment. La seconde opération de formation est poursuivie jusqu'à ce que la conversion nécessaire en matière active de l'empâtage des grilles soit achevée et que la charge des plaques soit à la valeur finale requise. Le bac 14 est alors vidé et retourné pendant une période de temps pouvant atteindre quarante-cinq minutes pour permettre l'écoulement de la solution d'acide sulfurique du bac, l'évacuation de l'acide étant avantageusement favorisée en secouant le bac ou, de préférence, en soufflant de l'air dans le bac. Enfin, le bac est fermé en soudant sur lui un couvercle thermoplastique (non représenté), cette dernière opération étant effectuée en pressant le couvercle et le bord périphérique supérieur du bac 14 respectivement contre les surfaces opposées d'une plaque chauffante (non représentée) de sorte que les parties du couvercle et du bac en contact avec la plaque chauffante soient fondues. La plaque chauffante est alors retirée et les parties fondues du couvercle et du bac sont pressées en appui l'une contre 11 autre de sorte que le couvercle est fixé au bac 14. On comprend que le procédé décrit ci-dessus est destiné à la fabrication d'un accumulateur du type dit accumulateur "sec" en tant que produit fini, c'est-à-dire un accumulateur qui est stocké en l'absence de l'électrolyte et qui doit, par conséquent, être activé par l'addition de l'électrolyte avant qu'il puisse être mis en service. Ainsi, lorsque le bac est fermé par son couvercle, il est nécessaire d'assurer que les ouvertures de remplissage prévues dans le couvercle pour l'activation ultérieure sont scellées de façon étanche vis-à-vis de l'atmopshère de sorte que de l'air humide ne puisse pas venir en contact avec les plaques avant que l'accumulateur soit active.En outre, avec un accumulateur de ce type, il est nécessaire d'assurer que les plaques peuvent être stockées dans l'accumulateur pendant de longues periodes de temps en l'absence d'électrolyte. Ceci est obtenu dans le procédé décrit ci-dessus du fait qu'au cours de la période de repos, la matière active des plaques partiellement formées est soumise à une réaction chimique dont la nature exacte est inconnue mais qui a pour résultat que les plaques finies sont moins susceptibles de se détériorer au cours du stockage. Bien qu'un résultat similaire soit obtenu dans les techniques classiques de formation de plaques d'accumulateur au plomb-acide, la période de repos nécessaire pour la réduction chimique servant à inhiber la détérioration des plaques est d'au moins 24 heures.Ainsi, en utilisant le procédé décrit ci-dessus, la réaction d'inhibition s'effectue à une vitesse accrue, dépendant de la température de l'acide à la fin de la première opération de formation, de telle sorte que la période de repos peut être considérablement réduite. Il est bien entendu que l'opération de formation en deux phases décrite ci-dessus peut être appliquée à un grand nombre d'accumulateurs, contenant chacun des paquets de grilles Il de plaques d'accumulateur, de façon à permettre la formation simul tanée des plaques d'accumulateur. En outre, du fait que le bac 14 n'est pas fermé au cours de l'opération de formation, il est souhaitable dans une usine de fabrication d'accumulateurs, que l'-opération de conversion soit effectuée en un emplacement éloigné du sol de l'usine, par exemple dans un compartiment séparé ventilé, pour protéger le personnel de l'usine des gaz entraînant des vapeurs acides, dégagés au cours de la conversion. Naturellement, si un tel milieu isolé est utilisé pour la conversion la vitesse de conversion peut être accrue sans danger. On comprend que l'acide a tendance a s'accumuler sur le bord périphérique supérieur du bac 14 au cours de la conversion des grilles 11 en plaques d'accumulateur positives et négatives et également au cours de l'évacuation ultérieure de l'acide du bac 14. On a cependant constaté que l'acide ne gêne pas le soudage du couvercle du bac. Par contraste, si des adhésifs, tels que des résines époxydes, sont utilisés pour fixer le couvercle au bac, on constate que l'acide présent sur le bord périphérique supérieur du bac empêche la formation d'un joint convenable entre le couvercle et le bac. A titre de variante du procédé décrit ci-dessus, le procédé de formation en deux phases peut être effectué après la fixation du couvercle au bac 14. On comprend, cependant, qu'afin de vidanger une quantité d'acide aussi importante que possible, il serait alors nécessaire d'assurer que la forme de la partie inférieure du couvercle ne retiennent pas l'acide dans oelle-ci. En outre, la durée requise pour effectuer la vidange serait accrue et, de façon caractéristique, des périodes de temps pouvant atteindre trois heures seraient nécessaires pour drainer l'acide. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de plaques d'accumulateur pour accumulateurs plomb-acide, caractérisé en ce #qu'il comprend les phases suivantes : on utilise initialement des grilles de plaques d'accumulateurs portant la pâte nécessaire plomb-acide pour produire les plaques d'accumulateur après la conversion de la pâte en matière active de plaque, b) on effectue, avec les grilles plongées dans une solution-aqueuse d'acide sulfurique, une première opération de formation sur les grilles en faisant passer un courant électrique entre les grilles de telle sorte que la température de la solution s'élève à une valeur comprise entre environ 430C et 830C, l'opération de formation convertissant la pâte placée sur les grilles en ma tière active de plaque, c) on fait cesser le passage du courant électrique lorsqu'une quantité suffisante de pâte a été convertie pour donner aux plaques une charge d'au moins 50% de la valeur finale requise, d) on laisse les plaques partiellement formées reposer dans la solution pendant au moins 30 minutes, puis e) on effectue une seconde opération de formation de façon à donner aux plaques une charge ayant la valeur finale requise. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de la solution s'élève à une valeur comprise entre 660C et 830C au cours de la phase b). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse d'acide sulfurique a une densité comprise entre 1,05 et 1,20. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse d'acide sulfurique a une densité comprise entre 1,10 et 1,18. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse d'acide sulfurique a une densité comprise entre 1,14 et 1,16. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le passage du courant électrique est interrompue lorsque les plaques portent une charge d'au moins 60% de la valeur finale requise. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la phase d) a une durée comprise entre 45 minutes et 3 heures. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, avant la phase b), le procédé comporte les phases supplémentaires suivantes : f) on assemble les grilles en paquets avec des séparateurs interposés entre les grilles, les grilles de chaque paire de grilles adjacentes portant respectivement la pâte nécessaire pour produire une plaque d'accumulateur négative et une plaque d'accumulateur positive, g) on place les paquets de plaques dans des compartiments formés pour des éléments à l'intérieur d'un bac de batterie d'accumulateur, h) on établit les connexions nécessaires entre les éléments et i) on remplit les compartiments des éléments avec la solution aqueuse d'acide sulfurique. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les connexions entre les éléments sont effectuées à travers des cloisons de séparation divisant le bac en compartiments pour les éléments. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la solution est vidée du bac après la phase e), de l'air étant soufflé dans le bac au cours de l'opération de vidange. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'un couvercle est fixé sur le bac après la phase i) et avant la phase b).