Brevet FR2328296A1 — publié le 19770513

La presente invention concerne les générateurs électrochimiques a électrodes enroulées en spirale autour d'un noyau. Elle a pour but de fournir un moyen de connexion très simple pour l'une des électrodes, n'exigeant pas de pieces spéciales, a apour objet un générateur électrochimique comprenant un bloc compact formé d'une première électrode d'une première polarité, d'une seconde électrode de polarité opposée et d'un séparateur, enroulés en spirale autour d'un noyau, et un bottier formé d'un godet et d'un couvercle, caractérisé par le fait que ledit noyau est métallique et en contact avec l'extrémité de ladite première électrode et sert de connexion pour cette dernière. Lorsque l'un au moins des deux éléments du bottier (godet et couvercle) est métallique, une extrémité du noyau peut être en contact avec cet élément, qui constitue alors la borne de la première polarité du générateur. Alternativement, l'extremité du noyau peut traverser l'un des éléments du bottier et constituer elle-mssme la borne de la première polarité. Dans ce cas, cette traversée peut également faire fonction de soupape grâce à une lèvre annulaire ##appuyant élastiquement sur la surface latérale du noyau. L'extrémité de l'électrode de la première polarité peut titre liée electriquer ment au noyau par tous moyens, notamment soudure par points, rivetage ou insertion de l'extrémité dans une fente longitudinale du noyau. Avantageusement, les lisières de la seconde électrode peuvent faire saillie respectivement aux extrémités opposées du bloc, l'une d'elles s'appuyant sur le fond du godet tandis que le couvercle s'appuie sur l'autre, le bord du godet étant rabattu sur la périphérie du couvercle. De cette façon, la sortie de courant de la polarité opposée peut se faire par contact direct avec le fond du godet, qui constitue la borne correspondante, et la construction du générateur est simplifiée au maximum. D'autres détails de l'invention apparattront dans la description qui va suivre de quelques exemples de réalisation donnés a titre illustratif et non limitatif, en regard du dessin annexé dans lequel : La figure I est une vue partielle et schématique en coupe d'un accumulateur selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement en coupe transversale le noyau et les extrémités des électrodes et du séparateur de l'accumulateur de la figure 1, avant enroulement. La figure 3a illustre schématiquement en coupe l'extrémité d'une électrode positive avant enroulement et le noyau d'une variante d'accumulateur, l'électrode négative et le séparateur n'étant pas représentés. Lew figures 3b et 3c sont des vues en coupe transversale homologues de celles de la figure 2, relatives à deux étapes du montage de la variante de la figure gaz ta figure 4 est une vue en perspective de l'extrémité d'une électrode positive avant enroulement et du noyau d'une autre variante. Les figures 5 et 6 sont des vues schématiques en coupe de deux autres accumulateurs selon l'invention. L'accumulateur représenté à la figure I comprend un bloc compact formé d'une électrode positive 1, d'une électrode négative 2 et d'un séparateur 3, enroulés en spirale autour d'un noyau 4, et un boîtier formé d'un godet métallique 5 et d'un couvercle plastique 6. Selon l'invention, le noyau 4 est métallique et en contact avec l'extrémité de ltélectrode positive 1, et sert de connexion pour cette dernière. L'extrémité 7 du noyau 4 traverse le couvercle 6 et constitue la borne positive de l'accumu- lateur. Une lèvre annulaire 8 du couvercle s'appuie élastiquement sur la surface latérale du noyau 4, formant une soupape pour l'évacuation des gaz dégagés dans l'accumulateur. Le couvercle comporte en outre des ergots 9, par exemple au nombre de 4, qui s'engagent dans une gorge annulaire 10 ménagée dans le noyau pour assurer l'immobilisation du noyau et du bloc d'électrodes dans la direction axiale. Le passage des gaz reste possible le long du noyau, entre les ergots. La spire extérieure de l'électrode négative 2 est en contact avec la paroi latérale du godet 5, qui constitue la borne négative de l'accumulateur0 La liaison électrique entre l'électrode positive 1 et le noyau 4 peut être assurée par différents moyens, dont quelques-uns vont maintenant être décrits. La figure 2 montre en coupe transversale, avant enroulement, le noyau 4 et les extrémités, destinées à se trouver à l'intérieur de la spirale, des électrodes 1 et 2 et du séparateur 3 de l'accumulateur. L'extrémité de l'électrode positive I présente une portion 21 dépourvue de matière active. Cette portion appartient par exemple à une Sme conductrice, qui peut être un feuillard d'acier nickelé, recouverte par ailleurs d'une couche de métal fritté imprégnée de matière active. Cette portion 21 est soudée par points au noyau 4. Sur l'électrode 1 sont empilées successivement une première bande de séparateur 3a, l'électrode négative 2 et une seconde bande de séparateur 3b, l'extrémité de l'électrode 2 étant en retrait par rapport à celles des bandes de séparateur.Si on fait tourner le noyau 4 dans le sens de la flèche, les électrodes et le séparateur s'enroulent autour et on obtient une spirale dans laquelle l'électrode négative est isolée de l'électrode positive et du noyau 4, qui constitue une connexion pour celle-ci, par le séparateur. Dans la variante des figures 3a à 3c, le noyau 4' comporte des ergots 30 formés par déplacement de métal au moyen d'un outil qui laisse des empreintes en crs1lx 31. ta portion 21 de l'électrode positive comporte des perforations 32 dans lesquelles s'engagent les ergots 30, après quoi les ergots sont déformés en estes de rivets 33 pour assurer une bonne liaison électrique. L'électrode négative et le séparateur peuvent être disposés comme à la figure 2, et l'ensemlile enroulé de la même manière. Dans les variantes qui viennent d'être décrites, la portion 21 de l'électrode positive dépourvue de matière active est sous forme d'une bande parallèle au bord intérieur de l'électrode. Les nomes modes de liaison peuvent être appliqués avec une portion sans matière active formée de bandes perpendiculaires au bord intérieur. Dans la variante de la figure 4, le noyau 4n présente une fente longitudinale 40, dans laquelle l'extrémité de l'électrode positive s'insère comme dans celle d'une clé à sardines. Elle peut en outre être soudée aux parois de la fente. L'accumulateur représenté à la figure 5 comprend un bloc compact formé d'une électrode positive 51, d'une électrode négative 52 et d'un séparateur 53, enroulés en spirale autour d'un noyau métallique 54, et un bottier formé d'un godet métallique 55 et d'un couvercle métallique 56, isolés l'un de l'autre par un joint d'étanchéité 50. L'extrémité 57 du noyau 54 est en contact avec une partie emboutie 58 du godet 55, qui constitue la borne positive de l'accumulateur. L'extrémité 57 peut être engagée à force ou soudée dans la partie 58. Les lisières 59 et 60 de l'électrode négative font saillie respectivement aux deux extrémités du bloc. La tranche de la lisière 59 s'appuie sur le fond du godet 55, par l'intermédiaire d'une rondelle isolante élastique 61, tandis que le couvercle 56 s'appuie sur la tranche de la lisière 60. Cette disposition assure un appui ferme et stable pour le couvercle 56 lorsqu'on rabat le bord 62 du godet sur sa périphérie pour fermer l'accumulateur. En outre, on obtient un bon contact électrique entre la lisière 60 et le couvercle 56 qui constitue la borne négative de l'adcumulateur. Ce contact peut encore être amélioré par soudage. A la figure 6 des références sont empruntées aux figures I et 5 pour désigner des éléments identiques. On retrouve cormne à la figure 1 un noyau métallique 4 dont l'extrémité 7 traverse un couvercle plastique 6 en formant une soupape. Comme à la figure 5, les lisières 59 et 60 de l'électrode négative 52 font saillie respectivement aux deux extrémités du bloc. La lisière 59 s'appuie directement sur le fond du godet 5, qui constitue la borne négative de l'accumulateur, tandis que le couvercle 6 s'appuie sur la tranche 60. Le système d'immobilisation du noyau 4 par les ergots 9 et la gorge 10 n'est pas indispensable, à moins que l'accaslateur soit soumis à des efforts mécaniques ou à des vibrations iwortants. Des changements peuvent être apportés aux réalisations décrites sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi aux figures 1 et 6, la soupape peut être supprimée la traversée du couvercle étant totalement étanche, ou remplacée par une soupape différente. De même, une soupape peut être ajoutée à l'accumulateur de la figure 5. La disposition de la figure 5 peut être modifiée de telle sorte que le godet et le couvercle constituent respectivement les bornes négative et positive de l'accumulateur. Le couvercle serait alors en contact avec le noyau et isolé de la lisière de l'électrode négative, le godet en contact avec la lisière de l'electrode négative et la spire extérieure de celle-ci. L'isolement entre godet et couvercle et entre lisière et couvercle pourrait alors être assuré par une même pièce. Par ailleurs, l'élément du bottier en contact avec le noyau pourrait ne pas présenter de partie emboutie analogue à 58 et avoir une surface plane de contact avec l'extrémité du noyau. Dans le cas où les lisières de la seconde électrode font saillie, l'une au moins de ces lisières pourrait être fendue et rabattue sensiblement à angle droit comme enseigné par le brevet 70.23.184 du 23Juin 1970, publié sous le n 2.094.491. Les polarités du générateur pourraient également être inversées, le noyau étant lié à l'électrode négative. REVENDICATIONS I| Générateur électrochimique comprenant un bloc compact formé d'une première électrode d'une première polarité, d'une seconde électrode de polarité opposée et d'un séparateur, enroulés en spirale autour d'un noyau, et un boîtier formé d'un godet et d'un couvercle, caractérisé par le fait que ledit noyau est métallique et en contact avec l'extrémité de ladite première électrode et sert de connexion pour cette dernière. 2/ Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un au moins des deux éléments du bottier est métallique et qu'une extrémité dudit noyau est en contact avec ledit élément qui constitue une borne de ladite première polarité du générateur. 3/ Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une extrémité dudit noyau traverse l'un des deux éléments du bottier et constitue une borne de ladite première polarité du générateur. 4/ Générateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit élément comporte une lèvre annulaire s'appuyant élastiquement sur la surface latérale dudit noyau pour constituer une soupape. 5/ Générateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite extrémité est soudée par points audit noyau. 6/ Générateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite extrémité est insérée dans une fente longitudinale dudit noyau. 71 Générateur selon ltune des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite extrémité est fixée audit noyau par rivetage. 8/ Générateur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les lisières de ladite seconde électrode font saillie aux extrémités opposées dudit bloc et offrent des surfaces d'appui respectivement pour le fond du bac et pour le couvercle, sur la périphérie duquel est rabattu le bord du godet.