Brevet FR2381397A1 — publié le 19780915

L'invention concerne les générateurs électrochimiques du type comportant un bottier comprenant un godet métallique fermé par un couvercle métallique dont la périphérie est entourée d'un joint d'étanchéité en contact avec la surface intérieure du godet, le bord du godet étant recourbé vers l'axe du bottier en comprimant ledit joint. De tels générateurs, piles ou accumulateurs, sont bien connus, notamment sous forme cylindrique ou sous forme de boutons. L'étanchéité de la fermeture de ces générateurs est difficile à réaliser, en particulier lorsqu'ils contiennent un électrolyte alcalin. Dans ce dernier cas, et lorsque le couvercle métallique est relié à la polarité négative du générateur, l'électro- lyte tend à progresser le long de la surface du couvercle, entre celui-ci et le joint, et à venir former au contact de l'atmosphère une croûte de carbonate sur la face externe du couvercle. Une telle crotte est gênante pour le manipulateur et l'utilisateur, et peut compromettre les contacts électriques. Pour résoudre ce problème, le brevet français n0 1.109.881 propose de réaliser le couvercle sous forme de deux disques superposés distants l'un de l'autre 3 leur périphérie pour constituer un espace libre annulaire interposé entre l'intérieur et l'extérieur du générateur. Dans une telle structure, le disque intérieur est en contact avec l'électrode négative, et le disque extérieur constitue la borne négative du générateur. L'intensité du courant que peut fournir le générateur est donc tributaire du contact électrique entre les deux disques. Si on veut que cette intensité soit élevée, il faut que les deux disques soient soudés entre eux, ce qui complique et rend plus onéreuse la construction du générateur.Si un contact non soudé est suffisant, il est néanmoins nécessaire pour assurer la fiabilité de celui-ci de réaliser un encliquetage ou un embottement des deux disques, ce qui implique pour ceux-ci, et notamment pour le disque extérieur, une forme spécialement adaptée qui n'est pas toujours compatible avec les cotes d'encombrement imposées par l'utilisation du générateur et par les normes applicables. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités, et notamment de supprimer toute formation de carbonate à l'extérieur des générateurs sans tomber dans les difficultés de la solution antérieure. L'invention a pour objet un générateur électrochimique comportant un bottier comprenant un godet métallique dont la périphérie est entourée d'un joint d'étanchéité en contact avec la surface intérieure du godet, le bord du godet étant recourbé vers l'axe du bottier en comprimant ledit joint, caractérisé par le fait que celui-ci s'appuie sur un anneau métallique s'appuyant lui-même sur la région périphérique du couvercle en laissant dégagée sa région centrale, un espace libre annulaire étant délimité par ledit anneau, ladite région périphérique et ledit joint. Grâce à cette structure toute trace d'électrolyte progressant entre la périphérie du couvercle et le joint est transformée en carbonate dans l'espace libre annulaire et aucune fuite n'est possible à l'extérieur du bottier. Par ailleurs, la région centrale du couvercle n'étant pas recouverte constitue elle-meme la borne et il n'est pas fait appel au contact électrique entre le couvercle et l'anneau. En outre, on peut sans aucune difficulté donner des formes complémentaires au couvercle et à l'anneau pour conférer au bottier tout profil particulier. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le joint présente un bourrelet annulaire pincé dans la direction axiale entre la région périphérique du couvercle et l'anneau. Cette disposition renforce l'étan chéité entre l'espace libre et l'intérieur du générateur. L'invention sera mieux comprise grâce à la description donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif d'une pile électrique réalisée selon l'invention, en regard du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe d'une pile bouton conforme à l'invention - les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement trois étapes du processus de fermeture de la pile de la figure 1. Le boiter de la pile de la figure 1 comprend un godet ou coupelle positive 1, un couvercle ou coupelle négative 8 et un joint élastique 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 le couvercle 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 5 imprégnée d'électrolyte alcalin. Le joint 8 est en contact avec la surface intérieure du godet 1 et est comprimé par le bord 10 de celui-ci rabattu vers l'axe du boitier. Selon l'invention, le joint 8 s'appuie sur un anneau métallique 9 s'appuyant lui-meme sur la région périphérique 11 du couvercle en laissant dégagée sa région centrale 12, un espace libre annulaire 13 étant délimité par l'anneau 9, la région périphérique Il et le joint 8. Ainsi les traces d'électrolyte pouvant progresser vers l'extérieur de la pile le long de la surface du couvercle 6 arrivent sur la portion 14 de cette surface adjacente à l'espace 13, où elles sont exposées à l'action de l'anhydride carbonique de l'air contenu dans cet espace et par conséquent transformées en carbonate. La progression des traces d'électrolyte est ainsi arrêtée et il n'apparat pas de carbonate à l'extérieur de la pile.L'action de l'anhydride carbonique au niveau de l'espace 13 est favorisée par le fait que le contact entre le couvercle 6 et l'anneau 9 n'étant pas étanche aux gaz, l'espace 13 communique avec l'etmosphère extérieure et l'anhydride carbonique s'y renouvelle aisément. La partie centrale 12 du couvercle 6 n'étant pas recouverte constitue la borne de sortie négative de la pile et il n'existe donc aucun problème de liaison électrique entre pièces métalliques. L'effort exercé par le bord 10 du godet, par l'intermédiaire du joint 8, sur l'anneau 9 présente une composante axiale dirigée vers le bas de la figure, c'est-à-dire vers le fond du godet 1. Cette composante provoque le pincement d'un bourrelet 15 du joint entre le bord 16 du couvercle et l'anneau 9, lequel bourrelet fait saillie dans l'espace 13. Le pincement de ce bourrelet rend plus étroit le contact entre le joint 8 et le bord 16 du couvercle et renforce ainsi l'étanchéité entre l'intérieur de la pile et l'espace 13. L'anneau 9 présente un profil en S dont l'extrémité supérieure 17 repose sur une partie concave 18 du profil du couvercle, et dont la partie médiane 19 s'appuie sur un épaulement 20 limitant la partie concave 18. Les figures 2 à 4 illustrent une façon de réaliser la fermeture de la pile de la figure 1. A la figure 2, le joint 8 présente trois gradins 21, 22 et 23, le bord 16 du couvercle 6 reposant sur le premier gradin 21 et la région inférieure de l'anneau 9 sur le second gradin 22, l'anneau n'étant pas en contact avec le couvercle. A la figure 3, un outil de compression 24 enfonce l'anneau 9 qui vient s'appuyer sur le couvercle comme indiqué plus haut, écrasant le gradin 22 qui forme alors le bourrelet 15. Le gradin 21 quant à lui est comprimé axialement entre le bord 16 du couvercle et le séparateur 4 supporté par l'anneau de cathode 2. Cette compression du gradin 21 peut être réalisée soit par l'action de l'outil 24, par l'intermédiaire de l'anneau 9. soit par l'action d'un outil axial 25 s'exerçant directement sur la partie centrale 12 du couvercle, cette action pouvant en outre préexister à celle de l'outil 24 (voir figure 2). Enfin, à la figure 4, un outil de sertissage 26 s'abaisse pour rabattre le bord 10 du godet et comprimer le gradin 23 du joint 8 entre le bord 10 et l'anneau 9, maintenant ainsi le pincement du gradin 21 et du bourrelet 15. Le bourrelet pincé 15, bien qu'il améliore l'étanchéité de la pile, n'est pas indispensable à l'invention. De mime, le profil en S de l'anneau 9 n'est qu'un exemple non limitatif. Cet anneau peut selon l'invention avoir une forme différente et entre en contact avec le couvercle par une seule zone annulaire au lieu de deux zones 17 et 19. D'autres changements sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, l'appui du joint dans le godet peut ètre 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. L'invention s'applique aussi bien à des accumulateurs qu'à des piles. REVENDICATION 1/ Générateur électrochimique comportant un boiter comprenant un godet métallique fermé par un couvercle métallique dont la périphérie est entourée d'un joint d'étanchéité en contact avec la surface intérieure du godet, le bord du godet étant recourbé vers l'axe du bottier en comprimant ledit joint, caractérisé par le fait que celui-ci s'appuie sur un anneau métallique s'appuyant lui-seme sur la région périphérique du couvercle en laissant dégagée sa région centrale, un espace libre annulaire étant délimité par ledit anneau, ladite région périphérique et ledit joint. 2/ Gé#érateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit joint présente un bourrelet annulaire pincé dans la direction axiale entre la région périphérique du couvercle et l'anneau métallique.