Brevet FR2382775A1 — publié le 19780929

L'invention concerne les générateurs électrochimiques du type comportant un bottier comprenant un godet métallique fermé par un couvercle métallique avec interposition d'un joint d'étanchéité isolant, le couvercle étant formé d'une coupelle intérieure et d'une coupelle extérieure superposées. Une telle structure est utilisée en particulier pour des piles alcalines à électrode négative de zinc. Dans un tel cas, au moins la surface intérieure de la coupelle intérieure, qui est en contact avec l'électrode négative et avec l'électrolyte, est en un métal à surtension élevée de dégagement d'hydrogène, tel que le cuivre, le zinc, l'étain ou un alliage d'au moins un de ces métaux ; la coupelle extérieure quant à elle est constituée au moins superficiellement en un métal inoxydable, par exemple en nickel ou en acier inoxydable, dont l'état de surface est insensible à l'action de l'atmosphère et de l'électrolyte alcalin. Cette structure permet en outre d'améliorer l'étanchéité de la fermeture en pinçant le joint entre les deux coupelles. Ainsi on connaft des piles dans lesquelles une partie du joint est emprisonnée entre la coupelle intérieure et la coupelle extérieure formant le couvercle, tandis qu'une autre partie est comprimée entre le couvercle et la face intérieure du godet, dont le bord est rabattu pardessus la coupelle extérieure. Dans cette pile, le trajet de résistance aux fuites d'électrolyte le long du couvercle est très long. Ceci est bien entendu un avantage, car l'électrolyte alcalin présente une tendance très forte à cheminer le long des surfaces métalliques reliées à la polarité négative de la pile; mais c'est aussi un inconvénient car un défaut éventuel d'étanchéité risque de ne se manifester que très longtemps après la fermeture de la pile, alors que celleci sera déjà dans le commerce ou entre les mains d'un utilisateur. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. L'invention a pour objet un générateur électrochimique comportant un bottier comprenant un godet métallique fermé par un couvercle métallique et par un joint d'étanchéité isolant, ledit couvercle étant formé d'une coupelle intérieure et d'une coupelle extérieure superposées, ledit joint étant comprimé d'une part entre les faces en regard des deux coupelles et d'autre part entre la face interne du godet et le couvercle, caractérisé par le fait que la coupelle extérieure est située entièrement à l'extérieur du godet. La coupelle extérieure, étant située entièrement à l'extérieur du godet, peut être mise en place ou en forme après la fermeture de la pile, ce qui n'était pas le cas pour les piles connues. Il s'ensuit qu'on peut conserver le générateur fermé sans sa coupelle extérieure pour vérifier l'efficacité du serrage du joint entre le godet et la coupelle intérieure. C'est seulement si cette efficacité est jugée suffisante après un temps d'observation déterminé qu'on mettra en place la coupelle extérieure en vue de mettre le générateur dans le commerce ou de l'utiliser. Il est certain que pour s'assurer de l'étanchéité avec un même degré de sécurité le temps d'observation devrait être beaucoup plus long avec la coupelle extérieure en position. En variante, la coupelle extérieure peut être mise en place de façon à ne pas comprimer le joint, puis déformée pour réaliser cette compression. L'invention sera mieux comprise grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre illustratif et non limitatif en regard du dessin annexé dans lequel, - la figure 1 est une vue en coupe d'une pile électrique selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe d'une autre pile électrique selon l'invention - la figure 3 est une vue en coupe de la pile de la figure 2, en cours de réalisation. La figure 1 représente une pile de forme bouton dont le boftier comprend un godet métallique ou coupelle positive 1, un couvercle formé d'une coupelle intérieure 6 et d'une coupelle extérieure 9 superposées et soudées entre elles, et un joint d'étanchéité isolant 8. Le fond du godet 1 est en contact avec une électrode positive 3 par exemple à base d'oxydes d'argent entourée d'un anneau métallique 2 à section en L s'appuyant sur le fond du godet. L'ensemble formé par l'électrode 3 et l'anneau 2 est recouvert d'un disque de séparateur 4 sur la périphérie duquel repose le joint 8. Dans la coupelle 6 est logée une électrode négative 7 par exemple à base de poudre de zinc mouillée par de l'électrolyte alcalin.Entre le séparateur 4 et l'électrode 7 est disposée une épaisseur de feutre cellulosique 5 imprégné d'électrolyte alcalin. Le joint 8 est comprimé entre la coupelle 6 et le bord du godet 1 rabattu vers l'axe du bottier, et se prolonge sur la face extérieure de la coupelle 6 jusqu'à la partie centrale de celle-ci présentant un bossage 10 où est soudée la coupelle extérieure 9. Cette dernière s'étend auaelà du bossage 10 et vient comprimer une zone annulaire Il du joint sur la coupelle 6. La coupelle 6 est par exemple en cuivre ou en alliage de cuivre, matériaux présentant une surtension élevée de dégagement d'hydrogène en milieu alcalin, de façon à éviter le dégagement d'hydrogène au cours de la conservation et de l'utilisation de la pile. La coupelle 9 peut être en acier nickelé ou en acier inoxydable. Pour réaliser la fermeture de cette pile, on introduit dans le godet la coupelle intérieure 6 munie du joint 8, celuisi venant reposer sur le séparateur 4 et sur l'anneau 2, puis on rabat le bord du godet vers l'axe du bottier en comprimant le joint sur la coupelle 6. A ce stade, il n'existe un contact étroit entre la coupelle 6 et le joint 8 qu'approximativement jusqu'au niveau repéré par la référence 12, où cesse l'action de compression exercée par le godet. Ceci correspond à un trajet de résistance aux fuites d'électrolyte relativement court par rapport à celui présenté par la pile terminée, munie de la coupelle extérieure 9, ce trajet final s'étendant en outre le long de la surface extérieure de la coupelle 6, du point 12 au bossage 10 et le long de la surface intérieure de la coupelle 9 jusqu'au bord de celle-ci.Ce trajet de résistance aux fuites raccourci permet de détecter relativement rapidement des défauts d'étanchéité en amont du point 12, défauts qui ne se manifesteraient pas aussi rapidement si la coupelle 9 était mise en place immédiatement et qui risqueraient de se traduire par des fuites au cours de l'utilisation de la pile. Après vérification de l'étanchéité en amont du point 12, on met en place et on soude la coupelle 9 sur le bossage 10. La hauteur de celui-ci et l'épaisseur du joint dans la région 11 sont choisis de telle sorte que la mise en contact dé la coupelle 9 et du bossage 10 s'accompagne d'une compression du joint. La pile représentée à la figure 2 diffère de celle de la figure 1 par la forme du couvercle et du joint, et par la hauteur du godet 21, plus faible par rapport à l'ensemble de la pile. La coupelle intérieure 26 du couvercle présente un fond plat entièrement recouvert par la coupelle extérieure 29, dont le bord est recourbé vers le bas pour comprimer le joint 28 sur la paroi latérale de la coupelle 26. La coupelle 29 est soudée au fond de la coupelle 26. Comme dans l'exemple précédent, la pile peut être fermée en l'absence de la coupelle extérieure, avec un trajet de résistance aux fuites réduit permettant de détecter rapidement un défaut d'étanchéité. La coupelle 29 est ensuite mise en place de préférence sous la forme montrée à la figure 3, où la courbure du bord de la coupelle est plus faible qu'à la figure 2, le joint 28 n'étant pas comprimé. On comprime alors le joint en déformant le bord de la coupelle 29 au moyen d'un outil de sertissage. Le contrôle d'étanchéité peut également être réalisé avec la coupelle extérieure non sertie, dans l'état représenté à la figure 3. Dans ce cas on peut fermer la pile comme indiqué plus haut en l'absence de la coupelle extérieure, puis mettre celle-ci en place et laisser la pile en observation et enfin sertir la coupelle extérieure. Alternativement, on peut souder les deux coupelles avant de fermer la pile, le sertissage de la coupelle extérieure intervenant toujours après vérification de ltétanchéité. Des changements peuvent être apportés aux réalisations décrites sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi l'appui du joint dans le godet peut être réalisé par tout moyen. Le joint peut par exemple s'appuyer directement sur le fond du godet, ou sur une moulure ménagée dans la paroi latérale de celui-ci, notamment lorsque la hauteur du godet est grande par rapport à son diamètre. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des piles alcalines à électrode négative de zinc, elle peut trouver application dans d'autres systèmes électrochimiques. REVENDICATIONS 1/ Générateur électrochimique comportant un bottier comprenant un godet métallique fermé par un couvercle métallique et par un joint d'étanchéité isolant, ledit couvercle étant formé d'une coupelle intérieure et d'une coupelle extérieure superposées, ledit joint étant comprimé d'une part entre les faces en regard des deux coupelles et d'autre part entre la face interne du godet et le couvercle, caractérisé par le fait que la coupelle extérieure est située entièrement à l'extérieur du godet. 2/ Procédé de réalisation d'un générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le godet, la coupelle intérieure et le joint sont d'abord assemblés et le joint comprimé entre le godet et la coupelle intérieure, en l'absence de la coupelle extérieure, et que cette dernière est ensuite mise en place et soudée sur la coupelle intérieure. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le joint est comprimé entre la coupelle intérieure et la coupelle extérieure par la mise en place de cette dernière. 4/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le joint est comprimé entre la coupelle intérieure et la coupelle extérieure par la déformation de cette dernière après sa mise en place. 5/ Procédé de réalisation d'un générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le godet, le couvercle et le joint sont d'abord assemblés et le joint comprimé entre le godet et la coupelle intérieure, et que la coupelle extérieure est ensuite déformée de façon à comprimer le joint entre les deux coupelles.