Brevet FR2337436A1 — publié le 19770729

La présente invention concerne les accumulateurs électriques et, plus précisément, un élément séparateur pour les accumulateurs électriques alcalins. L'invention peut être utilisée pour la fabrication dlac- cumulateurs alcalins de traction, de wagons, de locomotives, etc. On connaît largement les divers types d'éléments séparateurs utilisés pour les accumulateurs alcalins en vue de séparer les électrodes de polarités opposées afin de prévenir un court circuit entre ces électrodes et d'assurer ainsi un fonctionnement fiable des accumulateurs. Parmi les éléments séparateurs connus on peut mentionner les types suivants : baguettes en ébonite, cordons en caoutchouc ou en matière plastique, cadres en matière plastique de différentes constructions, planchettes en feuilles de Viniplaste perforées et gaufrées, etc. Las baguettes en ébonite ou les cordons en caoutchouc ou en matière plastique sont placés entre les électrodes de polarités opposées suivant leur largeur, à une certaine distance les uns des autres. De ce fait, une séparation sûre des électrodes de polarités opposées ne s'obtient qu'aux endroits où sont placés les baguettes en ébonite ou les cordons en caoutchouc ou en matière plastique. Pour que l'on puisse prévenir des courtscircuits sur toute la largeur des électrodes, il est nécessaire de fabriquer l'accumulateur avec des jeux considérables entre les électrodes. Cela réduit le volume utile de 11 accumulateur et affecte ses caractéristiques électriques spécifiques. L'utilisation de cadres en matière plastique qui sont fabriqués par un procédé de moulage sous pression, dont le rendement est faible, n'est pas économique. les feuilles en Viniplaste perforées et gaufrées que lton utilise, sont peu fiables au cours de l'exploitation. Cet inconvénient réside dans le fait qu'au cours de fonctionnement de l'accumulateur les gaufres peuvent-disparaître ce qui provoque des courts-circuits entre les électrodes de polarités opposées. Récemment, on a crée et on a commencé à utiiser des éléments séparateurs pour les accumulateurs électriques alcalins réalisés sous forme d'enveloppes souples réticulaLres disposées sur l'électrode. Ces éléments séparateurs sont fa-- qués par -n procédé d'extrusion caractérisé par son rendement élevé et par sa simplicité, et ils sont plus fiables comparés aux éléments séparateurs connus. On connaît un élément séparateur réalisé sous la forme d'une enveloppe souple réticulaire formée par des barres en matière plastique entrelacées, l'épaisseur desdites barres étant la même. Ces barres sont disposées de façon à être inclinées par rapport à l'axe longitudinal de l'électrode. Les barres sont soudées aux points d'entrelacement. Au cours du fonctionnement de l'accumulateur, les particules de la matière active des électrodes se séparent de la surface de ces dernières et pénètrent dans le jeu existant entre les électrodes, et une partie de ces particules s'accumule (se dépose) sur les barres inclinées de l'élément séparateur. Cela provoque des pertes de courant et est à l'origine de courtcircuits se produisant entre les électrodes. De ce fait, il est indispendable d'effectuer plus souvent le lavage des accumula teurs, ce qui rend leur exploitation beaucoup plus compliquée. Cet inconvénient est partiellement éliminé dans un autre élément séparateur connu Cet élément séparateur est aussi réalisé sous la forme luoe enveloppe souple réticulaire disposée sur les électrodes de même polarité Cette enveloppe est constituée par des barres en matière plastique souples et dont l'épaisseur est la même. Mais dans cet élément séparateur une partie des barres est disposée de façon â être inclinée par rapport à axe longitudinal de l'électrode, tandis que la deuxième partie est disposée paraltelement a l'axe longitudinal de l'Dlec- trode. Dans -cette réalisa ion de l'élément séparateur les par ticulus de la matière active qui se sont séparées de la surface de l'électrode, ne s1 accumulent que sur les barres inclinées Ces 'particules ne s'accumulent pas sur les barres qui sont parallèles a. l'axe longitudinal des électrodes, elles glissent le long de leurs surates, puisque, lors du fonctionnement des electrodes et, pur conséquent les barres sont disposées verticalement.Toutefois, la possibilité des pertes de courant et des court-circuits dans l'élément séparateur décrit ci-dessus est grande, ce qui n assure pas un fonctionnement suffisamment fiable de l'accumulateur. L'invention a pour but de fo@@@@@@@@@ent séparateur. pour accumulateur électrique alcalin qui soit commode au cours de l'exploitation et qui assure un bon fonctionnement de l'accumulateur, tout en prévenant les pertes de courant et des court-circuits entre les électrodes. Selon l'invention l'élément séparateur pour accumulateurs électriques alcalins, qui est réalisé sous la forme d'une enveloppe souple réticulaire disposée sur chaque électrode de même polarité et constituée par des barres entrelacées, dont un premier jeu estdisposésparallèlement à l'axe longitudinal de l'électrode, et dont un second jeu est incliné par rapport aux barres du premier jeu est caractérisé en ce que le rapport des épaisseurs des barres disposées parallèlement à l'axe longitudinal de l'électrode et des barres inclinées se situe entre 2 et 4. Un tel élément séparateur prévient les pertes de courant et les court-circuits dans l'accumulateur, et assure ainsi le fonctionnement fiable de celui-ci, de la façon suivante. Comme il a été indiqué plus haut, la cause des pertes de courant et des court-circuits entre les électrodes de polarités opposées réside dans le fait que les particules de la matière active des électrodes se détachent de la surface de ces dernières et se déposent sur les barres inclinées. Ou, si l'épaisseur des barres inclinées est moins grande, une quantité moindre des particules de matière active se dépose sur ces barres, ces particules contribuant aux pertes de courant et aux court-circuits. Tenant compte de ce qui précède, il est avantageux que llépais- seur des barres inclinées soit aussi petite que possible, et que l'épaisseur des barres verticales soit aussi grande que possible, tout en respectant la valeur optimale du jeu prévu entre les électrodes. L'épaisseur minimale des barres inclinées fabriquées par un procédé d'extrusion se situe entre 0,2 et 0,35.mm. Une réduction encore plus grande de l'épaisseur des barres provoque leur rupture au cours de la fabrication de l'accumulateur et du montage en batteries de ces accumulateurs, ainsi qu'au cours de l'exploitation de ceux-ci. L'épaisseur.ma- ximale des barres verticales est déterminée premièrement en tenant compte des exigences des caractéristiques de volume spécifiques élevées, et par conséquent, de la valeur optimale du jeu prévu entre les électrodes et, deuxièmement, en tenant compte de la nécessité d'assurer un jeu suffisant entre les électrodes afin de prévenir les court-circuits dans l'accumulateur. En général, ce jeu est choisi égal à 1,0 mm. Par conséquent, si l'épaisseur des barres inclinées est égale à 0,2 à 0,35 mm, l'épaisseur des barres verticales est respectivement de 0,8 à 0,7 mm, et le rapport des épaisseurs des barres verticales et inclinées se situe entre 2 et 4, Ce rapport est optimal. Une réduction plus poussée de la limite inférieure donne lieu à des court-circuits par suite du dépôt de parti#uies de matière active détachées des électrodes sur les barres inclinées.L'augmentation de la limite supérieure n'est pas possible soit pour des considérations d'ordre technologique relatives à la fabrication des barres inclinées très minces et peu fiables, soit en raison du fait que cela peut affecter les caractéristiques électriques de volume spécifiques de l'accumulateur du fait de l'accroissement des jeux prévus entre les électrodes, ce qui est dû à l'augmentation de l'épais- seur des barres verticales. L'élément séparateur décrit ci-dessus rend plus simple l'exploitation de l'accumulateur, puisqu'il 'exige pas de lavages fréquents nécessaires en raison du dépôt des particules de matière active sur les barres inclinées. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description donnée ci-après drunex#mn7F!de réalisation faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la Fiv.1 représente l'élément séparateur, selon l'invention, disposé sur l'électrode d'un accumulateur; la Big.2 est une vue en coupe à plus grande échelle et prise suivant la ligne Il-Il de la Fiv.1. L'élément séparateur pour accumulateurs électriques alcalins est réalisé sous la forme d'une enveloppe souple réticulaire 1 (Pig,l). L'enveloppe 1 est disposée sur l'électrode 2. Le périmètre intérieur de l'enveloppe 1 est choisi de façon qu'il soit inférieur de 2 à 3% au périmètre de l'électrode 2. L'enveloppe souple réticulaire 1 est constituée par des barres en matière plastique entrelacées 3 et 4 soudes aux points de leurs entrelacements. Les barres 3 sont disposées parallèlement à l'axe longitudinal de l'électrode 2. Au cours du fonctionnement de l'accumulateur, les électrodes 2 sont disposées verticalement et, par conséquent, les barres 3 sont également verticales. Les barres 4 sont inclinées par rapport aux barres 3. Le rapport des épaisseurs des barres verticales 3 et des barres inclinées 4 est situé entre 2 et 4; dans la variante de réalisation décrite, ce rapport est égal à 3. Cela permet de réduire Le dépôt des particules de la matière active détachées de 1'éiectrode 2 sur les barres inclinées 4, et ainsi de prévenir les pertes de courant et les court-circuits dans l'accumulateur (non représenté). Il en résulte que l'élément séparateur décrit cidessus permet d'augmenter la fiabilité et la durée de vie de l'accumulateur et de rendre plus simple son utilisation. Outre les barres 3 et 4, l'enveloppe souple réticulaire 1 comprend deux lames latérales pleines verticales 5 soudées aux barres 3 et 4. Ces lames 5 sont disposées sur les côtés 'latéraux O (Fig.2) de l'électrode 2. Les côtés latéraux 6 de l'électrode 2 et de ia lame 5 faisant partie de l'enveloppe 1, ont une forme en U. Les lames 5 jouent le rôle d'isolateurs latéraux. Elles empêchent l'établissement entre les électrodes 2 de polarités opposées, de court-circuits qui se produisent sur les bords latéraux des électrodes a et qui sont dûs à la présence, sur les côtés 6 des électrodes 2, de bavures se formant lors du découpane des côtés 6 et lors du soudage des plaques de contact (non repr#-sentées)aux côtés 6. De même, grace à la présence dans l'élément séparateur des lames latérales 5 rendues solidaires de l'enveloppe souple réticulairel (Fig.1) dont le périmètre intérieur est de 2 à 3 inférieur au périmètre de 11 électrode 2, on obtient une fixation sûre de l'enveloppe I sur l'électrode 2 et.il est posai- ble de mécaniser le procédé de montage des blocs des électrodes REVENDICATION Elément séparateur pour accumulateurs éle#ctriques alcalins réalisé sous la forme d'une enveloppe souple réticulaire disposée sur chaque électrode de même polarité et constituée par des barres entrelacées dont un premier jeu est disposé parallèlement à l'axe longitudinal de l'électrode et dont un second jeu est incliné par rapport au premier jeu, caractérisé en ce que le rapport des épaisseurs des barres (3) disposées parallèlement à l'axe longitudinal des électrodes et des barres inclinées (4) est situé entre 2 et 4.