Brevet FR2471672A1 — publié le 19810619

LTa présente invention concerne une entrée de conducteur électrique, et un élément électrochimique qui la comporte. L'invention concerne épalement un procédé de fabrication de cette entrée de conducteur. Des entrées de conducteurs électriques peuvent rece- voir de nombreuses applications. Elles sont utilisées par exemple dans des éléments électrochimiques pour permettre l'insertion d'un conducteur ou d'une broche électrique à travers le bottier de l'élément et pour faciliter le con- tact de la broche avec l'électrode dans l'élément. L'entrée de conducteur isole ce dernier du bottier. Les entrées de conducteur sont généralement munies d'une virole métallique dans laquelle passe le- conducteur. Quand l'entrée est montée, la virole à son tour pénètre dans le bottier et elle lui est fixées par exemple par sou- daFe. Dans le cas de certains éléments, par exemple des piles au lithium-iode, ou similaires, des parties du con- ducteur d'entrée, à l'intérieur de lélément, doivent être protét-ées du contact avec le contenu de cet éléments par exemple l'iode, qui peut avoir un effet nuisible sur les parties métalliques de l'entrée du conducteur. L'invention concerne donc une entrée de conducteur dont des parties intérieures sont protégées par un corps de matière plastique qui est moulé sur la virole de l'en- trée et la broche conductrice. De préférence, une ou plu- sieurs rainures sont formées dans la virole pour y bloquer le corps de matière plastique moulé. De préférence encore, plusieurs rainures espacées sont prévues pour assurer un meilleur blocage et une meilleure protection contre la pé- nétration du contenu de l'élément contre le corps de matière plastique et la virole. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparattront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple nullement limitatif: La Figure 1 est une coupe d'un élément comportant l'entrée de conducteur selon l'invention et, la figure 2 est une coupe à plus grande échelle de l'entrée de conducteur selon l'invention. Un élément au lithium-iode comprenant une entrée de conducteur selon l'invention, comporte un bottier 10 en acier inoxydable dont la forme est de préférence celle représentée sur la figure 1 et qui est relativement plat comparativement à sa largeur ce qui n'apparait pas sur la figure. Le bottier 10 comporte une partie supérieure ouverte qui est fermée et scellée par un couvercle 12 soudé sur le bottier. L'télément comporte une électrode anodique 14 et une électrode cathodique 16. Comme cela est déjà connu, l'élec- trode anodique peut comporter du lithium comprimé sur un collecteur de courant (non représenté). Le lithium peut être partiellement maintenu dans un cadre ou une bande 18 d'une matière appropriée, par exemple en matière plastique connue sous le nom de "Halar", nom de marque de Allied Chemical Corporation, consistant plus particulièrement en de 1' éthylène-chlorotrifluoréthylène (ECTFE). D'autres ma- tières plastiques comme le "Kynar", nom de marque de Pennwalt Corporation, 3 Parkway, Philadelphie, PA 19102, consistant en du fluorure de polyvynilidène, et "Tefzel" nom de marque de E.I. Du Pont de Nemours, Co., Wilmington, Del. l199R consistant en un copolymère d'éthylène et de tétrafluoroéthylène, peuvent convenir. Le cadre 18 comporte une ouverture, non représentée, dans laquelle passe la broche conductrice 22 de l'entrée de conducteur 20, pour être en contact avec l'électrode anodique. L'anode peut recevoir un mince revêtement 21 de poly-2-vynilpyridine. Un élément de ce genre est décrit dans le Brevet des Etats Unis d'Amérique Nq 4 128 703. L'entrée de conducteur 20 est représentée plus en dé- tail sur la figure 2, et elle comporte une virole métalli- que 24 dans laquelle passe la broche conductrice 22. La broche et la douille peuvent gtre toutes deux en acier in- oxydable. La broche 22 est maintenue en position dans la virole 24 et enest isblée par un joint de verre 26. La virole 24 comporte à sa périphérie extérieure et inféri- eure au moins une rainure, et de préférence plusieurs rainures espacées 2, Q comme représenté. Les rainures 28 sont positionnées sur la virole de manière à se trouver à i'intérieur c-u bottier 10, quand cette virole 24 est O fixée sur le couvercle 12, par exemple par soudafe et comme le montre la figure 1. Un corps 30 de matière plas- tique non conductrice, inerte au contenu de l'élément, de préférence de la comrposition ECTFE mentionnée ci-des- sus, ou autre composition plastique déjà décrite, est moulé autour d'une partie de la virole 24 de manière à se trouver en contact avec les rainures 28 et autour d'une partie de la broche 22. Le corps 30 est de préfé- rence moulé par injection autour de la virole 24 et au- tour -e la broche conductrice 22. I1 comporte de préférence une partie cylindrique supérieure 30a qui entoure la par- tie rainurée de la virole 24, comme représenté, et une -partie cylindrique inférieure 30b qui entoure une partie de la broche conductrice 22 et se trouve en contact avec l'anode 14 en se prolongeant jusqu'à elle. Au lieu des rainures 28, la virole peut être filetée ou sa surface peut 9tre rendue rugueuse, par exemple par sablage, afin de faciliter son adhérence au corps de ma- tière plastique. Mais les rainures 28 sont préférables en ce qu'elles sont discontinues les unes par rapport auxc autres, et ne présentent donc aucun circuit potentielle- ment continu pour les fuites. Toutes les dispositions sont décrites collectivement ci-après comme une surface de contact avec une texture sur la virole pour établir un contact adhérant entre cette virole et le corps de matière plastique moulé sur elle. L'entrée de conducteur 20 est assemblée en introdui- sant la broche conductrice 20 dans une ébauche de verre qui peut ou non Otre déjà montée dans la virole. L'en- semble en trois pièces est ensuite chauffé dans un four pour fondre le verre et former un joint isolant entre la broche conductrice et la virole. Le corps 30 de matière plastique est ensuite moulé par injection autour de la rainure ou des rainures 28 sur 2 4 7 1672 la virole 24 et sur la broche conductrice 22, par tout procédé courant de moulaze. L'ensemble résultant 20 est soudé sur un couvercle 12. L'extrémité inférieure de la broche 22 est connectée à un collecteur de courant anodi- que métallique, non représenté. Le lithium d'anode 14 est comprimé sur le collecteur et la partie inférieure 30b du corps 30 de matière plastique, comme le montre la fig.1. La surface de la partie 30b comporte également de préfé- rence une texture pour faciliter le contact bloquant ou adhérant entre elle et l'électrode. Par exemple, la ma- tière plastique peut 9tre attaquée chimiquement par exem- ple avec un produit de nom de marque "Chem-Grip," solution d'attaque à point d'éclair élevé, contenant une forme active de sodium et diffusé par Chemplast Inc., 150 Dey Road, Wayne, New Jersey 07470; ou encore la matière plas- tique peut 9tre dépolie mécaniquement ou rendue rugueuse par tout autre moyen jusqu'à un fini rugueux prédéterminé ou un fini ondulé, par exemple avec une rugosité de 0,006 mm ou encore un fini EDM # 36 (Usinage:ar décharge d'électrons). L'ensemble résultant d'entrée de conducteur et d'anode est positionné dans une ouverture du couvercle 12 sur le- quel la douille 24 est soudée. Tout cet ensemble est alors introduit dans le bottier 10 sur lequel le couvercle 12 est soudé. Ensuite, l'élément est rempli de matière catho- dique 16, comme décrit ci-après. Dans l'élément particu- lier décrit ci-dessus, le bottier 10 remplit la fonction d'électrode et de collecteur cathodique. La cathode 16 consiste en une matière qui contient de l'iode, par exemple poly-2-vynilpyridine (P2VP) d'une ma- nière bien connue. D'autres matières peuvent convenir, mais cette dernière est préférée. Elle peut ttre préparée en chauffant le polymère et en y additionnant les quantités voulues d'iode, généralement avec un excès d'environ 50e en poids. La matière peut Otre versée dans le bottier 10 par une ouverture d'accès 32 prévue à cet effet dans le couvercle 12- Le couvercle 12, l'entrée de conducteur 20 et l'anode 14 ont déjà été assemblés dans le bottier 10. L'ouverture 32 est ensuite fermée par soudage d'une pièce de fermeture 34. Cette disposition permet d'obtenir une entrée e conducteur dont la broche conductrice est protégée contre le contenu de l'élément, par un corps moulé par injec- tion adhérant à la virole rainurée. Le joint d'éthylènechlorotrifluoréthylène sur les rainures espacées et la paroi extérieure de la virole assure une protection contre les fuites, par l'intermédiaire de la surface de contacte par exemple les fuites cathodiques dans l'électrode et le collecteur d'anode. Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent 9tre apportées au mode de réalisation décrit et illustré à titre d'exemple nullement limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVEIT)ICATIOtNS 1 - Elément électrochimique, caractérisé en ce qu'il comporte une électrode d'anode (14) et une électrode de cathode (16) enfermées dans un bottier (o10)et une entrée de conducteur (20) traversant une paroi (12) du bottier, pour être en contact électrique avec une des électrodes, ladite entrée de conducteur (20) comprenant un conducteur électrique (22) pénétrantdans le bottier et connecté à une des électrodes (14), une virole métallique (24) suppor- tée par le bottier et dont une partie pénètre dans ce bot- tier, la virole entourant une partie de la longueur du con- ducteur et étant fixée au bottier, un joint de verre (26) destiné à supporter hermétiquement le conducteur dans la virole et à l'en isoler, au moins une rainure périphérique (28) à la périphérie extérieure de la virole, sur sa par- tie qui se trouve à l'intérieur du bottier, et un corps(30) de matière plastique moulée sur la partie intérieure de la virole, o se trouve la rainure, et au moins une partie du conducteur entre la virole et l'électrode à laquelle le conducteur est connecté, de manière à protéger la partie intérieure de l'entrée de conducteur contre tout contact avec le contenu de l'llément. 2 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur (22) et le corps (3o) en matière plas- tique moulée sur la virole (24) se prolongent à l'intérieur de l'électrode, en contact avec elle, la partie du corps de matière plastique à l'intérieur de l'électrode présen- tant une texture. 3 - Elément selon la revendication 2,caractérisé en ce que la la texture.présente une rugosité d'environ 0,006 mim. 4 - Elément selon la revendication 2,caractérisé en ce que la texture consiste en un fini obtenu par usinage par décharge d'électrons N 36. - Elément selon la revendication 2, caractérisé en - ce que le corps (30) en matière plastique comporte une pax-. tie cylindrique autour de la virole et une partie conique, étroite et allongée autour de la broche, avec un épaule- ment entre les deux parties. ) - Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière plastique est une matière thermo- plastique. 7 - Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière plastique est de l'éthylène-chloro- trifluorcéthylène. 8 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que la virole comporte plusieurs rainures (28) espacées. 9 - Elément électrochimique, caractérisé en ce qu'il comporte une électrode d'anode (14) et une électrode de cathode (O16) enfermées dans un bottier (o10), et une entrée de conducteur (20) traversant une paroi (12) du bottier pour être en contact électrique avec l'une des électrodes, l'entrée de conducteur (20) comprenant un conducteur élec- trique (22) pénétrant dans le bottier et connecté à l'une des-électroces (14), une virole métallique (24) supportée par le bottier et dont une partie pénètre dans le bottier, la virole entourant une partie de la longueur du conduc- teur, étant fixée sur le bottier et comportant une sur- face avec une texture dans la partie pénétrant dans le bottier, l'entrée de conducteur comportant en outre un corps (30) de matière plastique moulée sur la partie de la virole à l'intérieur du bottier, sur sa surface avec une texture et sur au moins une partie du conducteur entre la virole et l'électrode à laquelle le conducteur est connecté afin de protéger la partie intérieure de l'entrée de conducteur contre le contact avec le contenu de l'élément. 10 - Elément selon la revendication 9, caractérisé en ce que le conducteur (22) et le corps (30) de matière plastique moulé sur la virole (24) pénètrent dans l'électrode, la partie de la matière plastique à l'inté- rieur de l'électrode présentant une texture. 11 - Procédé de fabrication d'une entrée de conduc- teur électrique, caractérisé en ce qu'il consiste essen- tiellement à former un joint de verre (26) isolant de 247 1672 l'électricité entre un conducteur de l'électricité (22) et une virole métallique (24) dans laquelle passe le con- ducteur, la virole comportant au moins une rainure péri- phérique (28) à sa surface, et à mouler un corps (30) de matière plastique sur la virole autour de sa partie rai- nurée et autour du conducteur. 12 - Procédé selon la revendication 11, carac- térisé en ce que le moulage est fait par injection. 13 - Procédé selon la revendication 12, carac- lO térisé en ce que la matière plastique est de l'éthylène- chlorotrifluoroéthylène qui est chauffé à une température élevée de moulanepar injection et qui est obligée de couler dans un moule préchauffé qui contient l'ensemble comprenant la virole, le conducteur et le joint de verre. 14 - Entrée de conducteur pour un élément élec- trochimique, caractériséeen ce qu'elle comporte une virole métallique (24) dont une surface extérieure comporte au moins une rainure périphérique (28) perpendiculaire à l'axe longitudinal de la virole et du conducteur, un con- ducteur d'électricité (22) passant dans la virole, et dont des parties d'extrémité allongées dépassent les deux extré- mités ouvertes de la virole, unjoint de verre (26) qui scelle hermétiquement le conducteur dans la virole et un corps (30) de matière plastique moulé sur la virole, sur la rainure, ce corps de matière plastique enfermant en outre une longueur du conducteur. ---Entrée de conducteur selon la revendication 14, caractériséeen ce qu'elle comporte plusieurs rainures (28). 16 - Entrée de conducteur selon la revendication 14, caractérisée en ce que le corps (30) de matière plasti- que comporte une partie cylindrique autour de la virole et une partie conique plus étroite et allongée autour du conducteur, avec un épaulement entre les deux parties. 17 - Entrée de conducteur selon la revendication l, caractérisée en ce que la surface de la partie allon- eée présente une texture. 18 - Entrée de conducteur selon la revendication 14, caractérisée en ce que le corps (30) de matière plas- tique est en éthylène-chlorotrifluoroCéhylène. 19 - Elément électrochimique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bottier (o10) est métallique, l'anode (14) étant en lithium et la cathode contenant de l'iode.